按燃料电解质的类型来分类，燃料电池可分为质子交换膜燃料电池（PENFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）五大类。
①质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）：原理上相当于水电解的“逆”装置。电池单体由阳极、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，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜为电解质。
②碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）：以强碱（如氢氧化钾、氢氧化钠）为电解质，氢气为燃料，纯氧或脱除微量CO2的空气为氧化剂，采用Pt/C、Ag、Ag-Au、Ni等为电催化剂制备的多孔气体扩散电极为氧电极，Pt-Pd/C、Pt/C、Ni制备的多孔气体电极为氢电极。以无孔炭板、镍板或镀镍甚至镀银、镀金的各种金属（如铝、镁、铁等）板为双极板材料，在板面上可加工各种形状的气体流动通道构成的双极板。
③磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC）：以磷酸为导电电解质的酸性燃料电池。电池片由基材及肋条板触媒层所组成的燃料极、保持磷酸的电解质层、与燃料极具有相同构造的空气极构成。在燃料极，燃料中的氢原子释放电子成为氢离子，氢离子通过电解质层，在空气极与氧离子发生反应生成水。将数枚单电池片进行叠加，每数枚电池片中叠加为降低发电时内部热量的冷却板，从而构成输出功率稳定的基本电池堆。再加上用于上下固定的构件、供气用的集合管，构成磷酸燃料电池的电池堆。
④熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）：由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。
⑤固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）：由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体或双极板组成。
