按氫燃料電池的運行機理分。分為酸性燃料電池和堿性燃料電池；按電解質的種類不同，有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質：堿性氫燃料電池（AFC）、質子交換膜氫燃料電池（PEMFC）、磷酸氫燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽氫燃料電池（MCFC）、固體氧化物氫燃料電池（SOFC）。

氫燃料電池按其工作溫度不同，把堿性燃料電池（AFC，100℃）固體高分子型質子交換膜燃料電池（PEMFC，100C以內）和磷酸型燃料電池（PAFC，200℃）稱為低溫燃料電池；把熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC，650℃）和固體氧化型燃料電池（SOFC，1000℃）稱為高溫燃料電池。

在可再生能源的氫儲能應用中，重點關注使用純氫作為燃料的固體高分子型質子交換膜燃料電池（PEMFC）。它具有高功率密度、高能量轉換效率、低溫啟動、環保等優點。

氫燃料電池可依據其工作溫度、所用燃料的種類和電解質類型進行分類。按照工作溫度，燃料電池可分為高、中、低溫型三類。按燃料來源，燃料電池可分為直接式燃料電池（如直接甲醇燃料電池），間接式燃料電池（如甲醇通過重整器產生氫氣，然后以氫氣為燃料電池的燃料）和再生類型進行分類。依據電解質的不同，可將燃料電池分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）及質子交換膜燃料電池（PEMFC）等。

各種氫燃料電池性能對比