质子交换膜燃料电池(proton exchange membranes fuel cell,简称为PEMFC)是一种电化学的发电装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，质子交换膜作为电解质，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　质子交换膜燃料电池工作原理图

质子交换膜燃料电池具有如下优点：其发电过程不涉及氢氧燃烧，因而不受卡诺循环的限制，能量转换率高；发电时不产生污染，发电单元模块化，可靠性高，组装和维修都很方便，工作时也没有噪音。所以，质子交换膜燃料电池电源是一种清洁、高效的绿色环保电源。
根据质子交换膜的运行温度，国际上通常将质子交换膜燃料电池分为低温质子交换膜燃料电池和高温质子交换膜燃料电池。
低温燃料电池具有以下特点：运行温度60℃～80℃；室温启动，启动速度快；低噪声、零排放；燃料效率高>50%(热电联供>80%)；使用安全，操作简便。主要应用于手机、电脑、助动车、摩托车、叉车、汽车、船舶、潜艇、航天器等耗能设备的零排放动力源，也可用作野外移动电站、分散式、固定式发电站的发电设备。
高温燃料电池具有以下特点：运行温度120～180℃；使用寿命长；对氢气质量要求低，抗CO中毒能力强；系统简洁，材料成本低，价格具有竞争力。主要应用于固定或移动式电站，备用峰值电站，备用电源，热电联供系统等发电设备。