氢能源的原理是将氢气与氧气反应，产生电能和水蒸气。这种反应叫做氢气燃烧，也称为燃料电池。在燃料电池中，氢气从一个端口进入，氧气从另一个端口进入，然后二者在阳极和阴极之间的电解质膜中发生反应，产生电流。这种能源很受关注，因为它能够产生零排放，相比传统燃烧能源更环保，且燃料丰富，价值高。尽管仍存在一些生产和使用上的难题，但氢能源有望成为未来的主流能源源。
氢能源的能量密度比油要低。虽然氢气本身的能量密度非常高，但是氢气只能以极低的压力储存，称为“气态氢”。为了储存更多的氢气，在高压气罐中压缩氢气成为“压缩氢”，但是储存压缩氢的储存罐需要更多的空间和重量。
与此相比，汽油和柴油是通过高密度液体的形式存储，因此能量密度更高。虽然氢气具有环保和可再生的优点，但是储存和运输氢气的成本仍然很高。