電気化学反応によって発電する装置であるが、特に、水素と酸素を化学反応させ、このとき発生する電気エネルギーを取り出すものをいう。
乾電池等と違って、原料として水素と酸素を供給しなければならないが、供給が続く限り発電が持続する。
二酸化炭素が発生しない、エネルギー変換において熱が介在しない（効率を高くできる）、比較的小規模な装置で発電できるなどの特徴があるとされる。また、発電に伴って熱が発生することから、併せてそれを利用することができる。
燃料電池において化学反応を媒介する役割を果たす物質を「電解質」というが、電解質の違いによって燃料電池にはいくつかのタイプがある。
主なものは、次の通りである（分類は、日本ガス協会資料による）。
1．固体高分子形：イオン交換膜を用い、常温～90度で作動する
2．リン酸形：リン酸を用い、150～200度で作動する
3．溶融炭酸塩形：溶融した炭酸塩を用い、600～700度で作動する
4．固体酸化物形：イオン伝導性セラミックス（安定化ジルコニア）を用い、750～1,000度で作動する
従って、用途に応じて、これらのタイプを選択することができる。
燃料電池は、住宅の電力源の一つとしても活用できると考えられている。