Vodik (H2) se eksplozivno kombinira s kisikom (O2) in tvori vodo (H2O). Reakcija je eksotermna, z drugimi besedami sprošča energijo. Vodik in kisik se zato že desetletja uporabljata kot raketno gorivo, ne zaradi koristi za okolje, temveč zaradi vžiga celotne teže goriva. Da je postopek čistega zgorevanja, so nekateri že v devetdesetih letih prejšnjega stoletja predlagali, da bi bilo okolju prijazno razširiti njegovo uporabo tudi kot avtomobilsko gorivo. Čeprav so idejo zaradi znanstvenih razlogov hitro zavrnili, se je v zadnjih letih ta ideja ponovno rodila.
Zagovorniki vodika kot goriva verjamejo, da je prehod z ogljikovodikov na vodikovo gorivo koristen za okolje. Natančneje, predstavljajo čistost, s katero vodik gori, pri čemer proizvaja samo energijo in vodo. To pa ne upošteva konca proizvodnje, ki je zelo onesnaževalec.
Približno 95 odstotkov vodika, ki ga trenutno proizvajajo v ZDA, izvira iz predelave zemeljskega plina, imenovane „preoblikovanje parnega metana“. Čeprav postopek uporablja zemeljski plin, proizvodnja ustvari veliko CO2 - nasprotno od vtisov zagovornikov vodikovega goriva dajte.
Ločevanje vodika in kisika s hidrolizo (z uporabo električne energije) je veliko manj priljubljeno kot preoblikovanje parnega metana, ker je tako neučinkovito; le približno 70 odstotkov. Po dokumentarcu "Kdo je ubil električni avto?" avtomobil z gorivnimi celicami, ki ga poganja vodik, izdelan z elektriko, porabi tri do štirikrat več energije kot avtomobil, ki ga poganjajo baterije. Ta razlika naj bi se še povečala, saj se bo tehnologija baterij še naprej izboljševala.
Do uhajanja vodika lahko pride v mnogih korakih njegove proizvodnje in uporabe. Science Magazine je junija 2003 poročal, da bi uhajanje vodika zaradi široke uporabe vodikovega goriva požrlo ozon hitreje kot CFC. Klorofluoroogljikovodiki so po vsem svetu prepovedani, da se prepreči poslabšanje zaščitnega ozonskega plašča.
Vodikovi avtomobili še bolj škodujejo okolju, saj odvračajo od veliko večje učinkovitosti električnih avtomobilov. Raziskovalni inženir Wally Rippel iz AeroVironment je navedel argument, da GM in Shell potiskata vodikove gorivne celice kot način odvrniti javnost s tehnologijo, ki je v prihodnosti predaleč, da bi prizadela trenutno povpraševanje - in zato deluje tako, da ohranja status quo. Nasprotno pa je ameriški minister za energijo in nobelovec Steven Chu pozval k razveljavitvi vseh 100 milijonov dolarjev iz njegovega proračuna DoE za raziskave vodikovih gorivnih celic.
Dve možnosti, ki si ju raziskovalci prizadevajo rešiti vodik kot okolju prijazno gorivo, sta naslednji. Argonne National Lab preučuje zajemanje CO2 med postopkom reformiranja parnega metana. In raziskovalci v Avstraliji delajo na stanovanjski vodikovi črpalki na sončni pogon - s hidrolizo s pomočjo fotovoltaike na lastni garažni strehi ustvarjajo vodikovo gorivo.