Vodik (H2) eksplozivno se kombinira s kisikom (O2) dajući vodu (H2O). Reakcija je egzotermna, drugim riječima oslobađa energiju. Vodik i kisik se zato desetljećima koriste kao raketno gorivo, ne zbog koristi za okoliš, već zato što se puna težina goriva zapali. Da je postupak čistog sagorijevanja, nekima je još devedesetih godina prošlog stoljeća bilo ekološki prihvatljivo proširiti upotrebu i kao gorivo za automobile. Iako je ideja brzo odbačena na znanstvenim osnovama, ideja je posljednjih godina ponovno rođena.
Pristalice vodika kao goriva vjeruju da je prelazak s ugljikovodika na vodikovo gorivo koristan za okoliš. Točnije, reklamiraju čistoću kojom vodik gori, proizvodeći samo energiju i vodu. Međutim, to zanemaruje kraj proizvodnje koji je vrlo onečišćujući.
Oko 95 posto vodika koji se trenutno proizvodi u Sjedinjenim Državama potječe od prerade prirodnog plina pod nazivom "parna prerada metana". Iako se u procesu koristi prirodni plin, proizvodnja stvara veliku količinu CO2 - suprotno dojmu koji zagovaraju vodikovo gorivo dati.
Odvajanje vodika i kisika hidrolizom (korištenjem električne energije) mnogo je manje popularno od reformiranja parom metana jer je toliko neučinkovito; samo oko 70 posto. Prema dokumentarnom filmu "Tko je ubio električni automobil?" automobil s gorivim ćelijama pogonjen vodikom proizveden električnom energijom troši tri do četiri puta više energije od automobila na baterije. Očekuje se da će se ova razlika proširiti kako se tehnologija baterija nastavlja poboljšavati.
Do istjecanja vodika može doći tijekom mnogih koraka njegove proizvodnje i uporabe. Science Magazine izvijestio je u lipnju 2003. da bi curenje vodika zbog široke upotrebe vodikovog goriva progutalo ozon brže od CFC-a. Klorofluoroogljikovodici su zabranjeni u cijelom svijetu kako bi se spriječilo pogoršanje zaštitnog ozonskog sloja.
Vodikovi automobili dodatno štete okolišu odvraćajući pažnju od daleko veće učinkovitosti električnih automobila. Inženjer istraživanja Wally Rippel iz tvrtke AeroVironment iznio je argument da GM i Shell kao način potiskuju vodikove gorivne stanice kako bi odvratili pažnju javnosti tehnologijom koja je predaleko u budućnosti da bi naškodila trenutnoj potražnji - i stoga djeluje na očuvanju statusa kvo. Suprotno tome, američki ministar energetike i nobelovac Steven Chu zatražio je poništavanje svih 100 milijuna dolara iz njegovog proračuna DoE za istraživanje vodikovih gorivnih ćelija.
Dvije su mogućnosti koje istraživači nastoje riješiti vodik kao ekološki prihvatljivo gorivo su sljedeće. Argonne National Lab proučava hvatanje CO2 tijekom procesa reformiranja parnog metana. A istraživači u Australiji rade na solarnoj stambenoj vodikovoj pumpi - stvarajući vodikovo gorivo hidrolizom pomoću fotonaponskih elemenata na vlastitom krovu garaže.