A hidrogén (H2) robbanásszerűen az oxigénnel (O2) egyesülve víz (H2O) képződik. A reakció exoterm, más szóval energiát szabadít fel. A hidrogént és az oxigént ezért évtizedek óta használják rakéta-üzemanyagként, nem a környezet javára, hanem azért, mert az üzemanyag teljes tömege meggyullad. A folyamat tiszta égetése azt sugallta néhányan, még az 1990-es években, hogy környezetbarát lenne kibővíteni az autó üzemanyagként történő használatát is. Bár az ötletet tudományos okokból gyorsan elvetették, az ötlet újjászületett az elmúlt években.
A hidrogén mint üzemanyag hívei úgy vélik, hogy a szénhidrogénekről a hidrogén üzemanyagra való áttérés előnyös a környezet számára. Pontosabban azt a tisztaságot hirdetik, amellyel a hidrogén ég, csak energiát és vizet termel. Ez azonban figyelmen kívül hagyja a termelés végét, amely erősen szennyező.
Az Egyesült Államokban jelenleg előállított hidrogén körülbelül 95 százaléka a földgáz feldolgozásából származik, amelyet „gőzmetán-reformálásnak” neveznek. Noha a folyamat földgázt használ, a termelés nagyon sok CO2-t eredményez - ellentétben a hidrogén üzemanyag híveivel adni.
A hidrogén és az oxigén hidrolízissel történő elválasztása (villamos energia felhasználásával) sokkal kevésbé népszerű, mint a gőzmetán-reformálás, mert annyira nem hatékony; csak körülbelül 70 százalék. A „Ki ölte meg az elektromos autót?” Című dokumentumfilm szerint villamos energiával előállított, hidrogénnel hajtott üzemanyagcellás autó háromszor-négyszer több energiát fogyaszt, mint egy akkumulátorral üzemelő autó. Ez a különbség várhatóan növekszik, mivel az akkumulátor-technológia tovább fejlődik.
Hidrogénszivárgás keletkezhet az előállítás és a felhasználás számos szakaszában. A Science Magazine 2003 júniusában arról számolt be, hogy a hidrogén üzemanyag széles körű használatából származó hidrogénszivárgás gyorsabban fogja felzabálni az ózont, mint a CFC-k. A klór-fluorozott szénhidrogének világszerte tilosak, hogy megakadályozzák az ózon védőrétegének romlását.
A hidrogénautók tovább károsítják a környezetet, ha elvonják a figyelmet az elektromos autók sokkal nagyobb hatékonyságáról. Wally Rippel, az AeroVironment kutatómérnöke azzal érvelt, hogy a GM és a Shell a hidrogén tüzelőanyag-cellákat szorgalmazza elterelni a nyilvánosság figyelmét egy olyan technológiával, amely túl messze van a jövőben ahhoz, hogy ártson a jelenlegi keresletnek - és ezért a státus megőrzése érdekében jár el quo. Ezzel szemben az amerikai energiaügyi miniszter és Nobelista Steven Chu felszólította a hidrogén-tüzelőanyag-cellák kutatására szánt DoE-költségvetésében szereplő összes 100 millió dollár törlését.
A kutatók két lehetősége a hidrogén mint környezetbarát üzemanyag megmentése a következő. Az Argonne National Lab a gőzmetán-átalakítási folyamat során a CO2 megkötését vizsgálja. Ausztrália kutatói pedig egy napenergiával működő lakossági hidrogénszivattyún dolgoznak - hidrogénes üzemanyag létrehozásával hidrolízissel fotovoltaikus elemekkel a saját garázs tetején.