氢-氧燃料电池反应原理这个反应是电解水的逆过程。
电极应为：负极：H2+2OH-→2H2O+2e-
正极：12O2+H2O+2e-→2OH-
电池反应：H2+12O2==H2O
另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。PAFC和PEMFC反应中与氢离子（H+）相关，发生的反应为：
燃料极：H2==2H++2e-（1）
空气极：2H++12O2+2e-==H2O（2）
全体：H2+12O2==H2O（3）
在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H+和e-，H+移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。
e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。
一系例的反应促成了e-不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。
并且从上式中的反应式（3）可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外没有其他的反应，H2所具有的化学能转变成了电能。