空气氢气燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H 和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。空气氢气燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。空气氢气燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器。氢气和氧气都可以由电池外提供 。
