La diferencia fundamental entre las pilas de combustible y las baterías convencionales que utilizamos, por ejemplo, en nuestros reproductores de música es que estas últimas almacenan energía química que convierten en electricidad, y una vez agotada la pila queda inutilizada o puede recargarse, si es el caso, enchufando el cargador a la corriente eléctrica. Las pilas de combustible no almacenan energía química, sino que producen electricidad a partir de la energía química de un combustible que se le proporciona de una fuente externa. Por lo tanto, seguirán generando electricidad en la medida en que sean alimentadas de combustible y oxidante.
Los reactivos que si utilizan son, por un lado, el hidrógeno (en el ánodo), y como oxidante, en el lado del cátodo, el oxígeno. Entre ambos aparece un electrolito o una membrana semipermeable que permitiría el paso de los átomos de hidrógeno del ánodo al cátodo. Los electrones liberados en la reacción química que rompe el átomo de hidrógeno en protones y electrones salen por un circuito externo como corriente eléctrica. Los electrones vuelven al cátodo donde reaccionan con el oxígeno y con los iones de hidrógeno generando agua como residuo.
