通常由工作温度和使用的电解质类型来定义有几种类型的燃料电池。使用哪种类型的选择通常基于燃料电池的目标应用。例如，一些类型的燃料电池可以很好地用于固定的发电站，而其他类型的燃料电池可能有助于为汽车或小型便携式应用供电。最著名的燃料电池类型是碱性（AFC）、熔融碳酸盐（MCFC）、磷酸（PAFC）、质子交换膜（PEMFC）和固体氧化物（SOFC）。每一种都基于相同的原理工作，从氢原子中剥离电子以产生电力。
燃料电池类型之间的差异和它们的理想目标输出的一个例子
质子交换膜（PEMFC）
质子交换膜燃料电池使用一种涂有铂金的固体聚合物，只需要氢气和氧气来发电。 质子交换膜燃料电池的优点是它们具有高功率密度和低重量。它们还能够在低温下运行，通常在80ºC左右，这使它们能够快速启动（较少的预热时间）。PEM燃料电池的主要缺点是它们需要昂贵的催化剂，在这种情况下是铂金，这增加了整体单位成本。氢气输送也是另一个重要的障碍，因为它需要仔细处理和储存。这使得PEM燃料电池更适用于工业用途，在那里输送和储存可以在受控环境中进行。
直接甲醇燃料电池（DMFC）
直接甲醇燃料电池是基于PEM的燃料电池，使用甲醇而不是纯氢。因此，它们与PEM燃料电池有许多相同的优点，另外的好处是甲醇是一种更容易和更安全的运输和储存燃料。 甲醇的缺点是，反应往往不如纯氢有效，因为甲醇往往可以穿过膜而不与催化剂反应。为了解决这些问题，一些燃料电池在甲醇与催化剂反应之前对其进行重整（RMFC）。虽然这种方法提高了甲醇的效率，但它仍然需要一个昂贵的重整过程，需要在更高的温度（250ºC）下运行，以首先烧掉甲醇，从而释放氢气。
碱性燃料电池（AFC）。 碱性燃料电池是最古老的燃料电池类型之一。它们使用的电解质是由液体氢氧化钾制成的。碱性燃料电池的主要优点之一是可以使用非贵金属作为催化剂。然而，催化剂很容易被CO2（二氧化碳）毒害。因此，AFC中使用的氢气和氧气需要被净化，这是一个更昂贵的过程。AFC的工作温度在100ºC ~ 250ºC之间。
固体氧化物燃料电池（SOFC）
与其他燃料电池不同，固体氧化物燃料电池完全由固体材料组成。电解液是一种坚硬的陶瓷材料，主要由氧化锆和少量的钇组成。该系统在大约600ºC~1000ºC下运行。高温意味着这些是缓慢启动的系统，大多数被设计用于较大的、固定的、25千瓦至100千瓦范围的应用。
磷酸燃料电池（PAFC）
磷酸是PAFC中使用的电解质。作为一种酸，它需要一个非常高的温度（150ºC ~ 200ºC）来启动反应。它还使用铂金作为催化剂，与PEM燃料电池相似，成本很高。然而，PAFC比PEM燃料电池更耐受燃料中的杂质，而且它们在发电和供热方面非常高效--这使它们成为发电厂的理想选择。然而，它们通常又大又重，这使得它们在小型或便携式应用中不太理想。
