氢燃料电池汽车的原理是通过将氢气送入燃料电池的阳极板(负极)进行反应,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极)。而电子是不能通过质子交换膜的,只能通过外部电路到达阴极板,从而产生电流。在阴极板上,电子与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得,只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电经过逆变器、控制器等装置,为电动机供电,再通过传动系统、驱动桥等带动车轮转动,从而使车辆在路上行驶。