Le cœur d'une voiture fonctionnant à l'hydrogène se trouve dans sa technologie de pile à combustible, qui est ce qui transforme l'hydrogène en électricité pour effectivement conduire le véhicule. De l'hydrogène gazeux circule depuis le réservoir dans l'anode (borne d'entrée) de la pile à combustible, où, à l'aide d'un catalyseur, les molécules d'hydrogène se décomposent en électrons et les protons ses composants. Les électrons traversent ensuite un circuit pour produire de l'électricité, qui est dirigé vers le moteur d'entraînement électrique du véhicule, et les protons passent à travers une membrane d'électrolyte polymère. L'oxygène de l'air pénètre à de la cathode (borne de sortie) à l'autre extrémité de la cellule à combiner avec les électrons et les protons pour former de l'eau, qui est libéré sous forme de vapeur de la chaleur et de l'eau. Une pile à combustible proprement dit est constitué d'une membrane mince entre deux couches d'électrodes, qui, à son tour, se trouvent entre deux couches de séparateur. Des centaines de ces cellules sont disposés en couches ensemble et connectés en série, comme les batteries. Bien qu'il existe des centaines de ces cellules, lorsque la pile à combustible d'hydrogène est discutée, il se réfère généralement à la série de cellules dans leur ensemble.