氢燃料电池汽车是利用车载燃料与外部空气供给燃料电池，有燃料电池将化学能转换为电能来驱动电动机，从而带动汽车行驶。所以说，它是一种电动汽车。燃料电池汽车续驶里程取决于该车所能携带的氢燃料的总量，而燃料电池汽车的动力特性，如最高速度、爬坡能力等，主要取决于燃料电池动力系统的功率以及相关匹配。燃料电池的工作原理请参照燃料电池章节的详细论述。

燃料电池汽车的动力系统主要包含以下模式：^{[3，4，26，27]}

（1）纯燃料电池

汽车的动力全部来源于燃料电池。

（2）燃料电池和辅助电池混合系统

汽车的动力由燃料电池和蓄电池共同提供。

（3）燃料电池和超级电容混合系统(www.daowen.com)

汽车的动力由燃料电池和超级电容联合提供。

（4）燃料电池、辅助电池和超级电容混合系统

汽车的动力由燃料电池、辅助电池和超级电容联合提供。

（5）燃料电池和内燃机混合系统

汽车的动力由燃料电池和内燃机共同提供。

全燃料电池汽车的所有能量都由燃料电池提供，这种汽车的燃料电池的额定功率大，成本高，同时要求它的冷启动时间更短、耐启动循环次数更高、负荷变化的响应更快。而采用燃料电池为主，并辅助其他能源的多动力源结构，可以解决燃料电池的动态性能欠佳、工作状态动态变化较大、燃料电池不能随时满足汽车功率需求等问题。另外，燃料电池最佳的负荷率在额定功率20%～40%的范围内，为了实现整车能量效率最佳，增加辅助电池调节燃料电池的功率输出，可使其工作点尽量保持在效率最佳的范围内。采用混合动力还可以适当减小燃料电池的额定功率，降低整车成本。