Technologia ogniw paliwowych w praktyce to złożony system, którego głównym elementem jest moduł wodorowy generujący energię elektryczną. W samochodach osobowych ogniwo paliwowe składa się z wielu pojedynczych membran PEM ułożonych w stos, które razem tworzą coś na kształt mikroelektrowni. W trakcie jazdy do ogniwa wprowadzany jest wodór ze specjalnego, lekkiego i wytrzymałego zbiornika, który jest magazynowany pod wysokim ciśnieniem. Po stronie katody trafia tlen z powietrza, a podczas reakcji chemicznej dochodzi do wytworzenia elektryczności i ciepła, przy jednoczesnej emisji jedynie wody. Uzyskany prąd zasila moduł napędowy pojazdu, czyli silnik elektryczny, który umożliwia jazdę w sposób cichy i całkowicie bezemisyjny. Całość współpracuje z dodatkową baterią buforową, która ma za zadanie stabilizować działanie układu oraz magazynować energię odzyskaną z hamowania rekuperacyjnego. W praktyce pozwala to na płynne dostarczanie mocy, nawet w sytuacjach chwilowego zapotrzebowania na większe obciążenie. Choć technicznie samochody wodorowe wydają się konstrukcją zbliżoną do klasycznych aut elektrycznych, różnica polega na źródle energii i sposobie jej pozyskiwania. Auta z ogniwami paliwowymi oferują zasięgi nawet kilkuset kilometrów i możliwość błyskawicznego tankowania, co stanowi przewagę nad klasycznymi EV. Z drugiej strony, napęd wodorowy jest obecnie drogi w produkcji i serwisie, a rozwój infrastruktury wymaga miliardowych inwestycji. Dlatego najbardziej praktyczne zastosowanie znajdują dziś w transporcie ciężarowym, autobusach i pojazdach flotowych. W autach osobowych rozwiązanie to ma sens głównie w regionach, gdzie istnieje sieć stacji tankowania i mechaników wyspecjalizowanych w obsłudze takich pojazdów. Ogniwa paliwowe pokazują jednak ogromny potencjał transformacji transportu, a w przyszłości, wraz z rozwojem energetyki wodorowej, mogą stać się realną alternatywą dla klasycznych akumulatorów litowych.
