燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。对于燃料电池汽车最重要的能量来源，氢燃料能通过几种途径得到：有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。而单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。
正是由于燃料电池的化学反应过程不会产生有害物，所以，燃料电池车辆是无污染汽车，并且燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍。所以从能源的利用和环境保护方面来看，燃料电池汽车是一种理想的车辆，也代表了未来的汽车发展方向。
这些年来，为了争夺燃料电池汽车的未来市场，各国的汽车厂商都在竞相开发自己的燃料电池汽车。
早在1994年，戴姆勒就开发出燃料电池汽车“N1”，随后又陆续推出它的姊妹车“N2”、“N3(世界上第一辆使用甲醇重整制氢装置的燃料电池汽车)”。1999年，戴姆勒一克莱斯勒汽车公司与福特汽车公司联手研制成功的以液氢为动力的“N4”型燃料电池电动汽车进入商业化生产的开发阶段。2000年，戴姆勒一克莱斯勒公司宣布，已经开发出以甲醇为燃料电池汽车“N5”和“Jeep Commander 2”。2006年，戴姆勒一克莱斯勒汽车公司又推出了将燃料电池体积减小4成的燃料电池混合动力概念车“F600 HYGENIUS”。
通用汽车公司则于2002年推出了采用线传(Drive by Wire)技术的燃料电池车Hy-wire。福特汽车于2007年推出了一种插电式燃料电池混合动力车——福特Edge电动车。本田FCX则是世界上最早商品化的燃料电池车。
虽然我国在燃料电池车这一领域的研究起步稍慢一些，但经过这些年的努力，差距正在缩小，已经基本赶上了国际水平，在燃料电池汽车研发方面也已经取得长足进步。
2003年，基于桑塔纳2000车型的我国第一辆燃料电池轿车样车“超越一号”亮相第五届上海国际工业博览会。接着，“超越二号”、“超越三号”陆续诞生。2006年6月，“超越三号”燃料电池车在巴黎第八届必比登清洁能源汽车挑战赛场，创下了4个A(废气排放、燃油效率、噪音和二氧化碳排放)的骄人成绩，得到国内外同行的广泛赞誉。
目前，我国已研制出具有自主知识产权的燃料电池大客车、小轿车、自行车和助力车等。2008年北京奥运会期间，我国自制的燃料电池汽车也参与了服务运营，并得到好评。
从今年2月开始，我国自主研发的燃料电池动力平台轿车参加了“加州燃料电池汽车伙伴计划”示范运行。据悉，这项活动始于2000年，而这次活动将持续半年之久，共有250辆汽车参加。我国参加此次活动的16辆领驭燃料电池轿车是从20辆北京奥运示范车中抽调出来的。这也是我国新能源汽车继北京奥运示范运营之后首次大规模走出国门，与全球七大品牌同场竞争并参与国际化示范运营，也是对我国燃料电池汽车技术发展情况的一次全面检验。
目前，我国氢燃料电池汽车的研发呈现一南一北分布格局。南方的研发重镇在上海，2002年年初，同济大学、上汽集团联合承担了燃料电池轿车项目，它们联台上海工业投资集团有限公司、上海科技投资公司等投资组建了上海燃料电池动力系统有限公司。该公司已经开发出了三代“超越”系列燃料电池轿车动力系统平台和示范样车。上汽还把该系统搭载在“荣威”轿车上，诞生了“上海”牌氢燃料电池汽车。另外，奇瑞公司也与同济大学合作研发氢燃料电池汽车。
在北方，清华大学牵头承担了“十五”863计划“电动汽车重大科技专项”中的“燃料电池城市客车”项目，其产业化载体——北京清能华通科技发展有限公司也研发出了燃料电池城市客车。
现在，我国企业已在关键的发动机技术上取得突破。比如，上海神力科技有限公司、中科院大连化学物理研究所等单位研发的氢燃料发动机已接近或达到国际水平。中国最新一代的燃料电池轿车动力性能持续增强，最高时速接近150公里，一次性充氢连续行驶里程超过300公里，整车的可靠性、稳定性也不断得到提升。我国最新的燃料电池大客车造价也已经下降到300万元人民币，不到国外同类产品价格的1／5，初具竞争力。