전지 활성물질(연료)을 외부로부터 연속적으로 보급함과 동시에 방전생성물을 제거하여 연소 반응을 전기화학적으로 행하여 직접전기에너지를 공급하는 장치를 말한다. 에너지변화기로서의 연료전지는 반응의 깁스에너지 변화-ΔG(=ZFE, Z: 전화수, F: 패러디정수, E: 전지기전력)가 직접전기에너지로 변하기 때문에 화력발전의 경우처럼 열기관의 이론 효율의 제약을 받지 않기 때문에 유리하다. 연료전지는 반응 온도에 의해 저온형(온실(-100℃), 중온형(200～500℃), 고온형(>500℃)의 3종류로 분류된다. 연료로는 수소, 알콜, 포름산, 히드라딘, 탄소, 일산화탄소 등이 이용되고, 기전반응은 , , 등의 연소 반응이다. 전해질은 저온형, 중온형에서는 KOH수용액 혹은 이온교환수지가, 고온형에는 고체 전해질이 이용된다. 연료전지의 반응은 기체(연료), 액체(전해질), 고체(전극)의 3상 계면에 있어서 전기화학적 촉매반응 등으로 반응 면적을 크게 하기 위한 연료극, 산소극 모두 탄소, 소결니켈 등의 다공성전극을 이용하고 또 촉매를 첨가하여 전극을 활성화하고 있다. 가장 작동 특성이 뛰어난 것으로 베이컨(Bacon)형 산수소 연료전지가 있다.