Водоник (Х2) се експлозивно комбинује са кисеоником (О2) дајући воду (Х2О). Реакција је егзотермна, другим речима ослобађа енергију. Водоник и кисеоник се зато деценијама користе као ракетно гориво, не због користи за животну средину, већ зато што се пуна тежина горива запали. Да је процес чисте сагоревања, још 1990-их сугерирао је да би било еколошки прихватљиво проширити употребу и као гориво за аутомобиле. Иако је идеја брзо одбачена на научним основама, идеја је доживела поновно рођење последњих година.
Присталице водоника као горива верују да је прелазак са угљоводоника на водоник гориво користан за животну средину. Конкретно, они рекламирају чистоћу сагоревања водоника, производећи само енергију и воду. Ово, међутим, занемарује крај производње, који је врло загађујући.
Отприлике 95 процената водоника који се тренутно производи у Сједињеним Државама долази из прераде природног гаса под називом „реформа парног метана“. Иако се у процесу користи природни гас, производња ствара велику количину ЦО2 - супротно утиску заговорника водоничног горива дати.
Одвајање водоника и кисеоника хидролизом (коришћењем електричне енергије) много је мање популарно од реформисања парног метана, јер је толико неефикасно; само око 70 одсто. Према документарном филму „Ко је убио електрични аутомобил?“ аутомобил са горивим ћелијама погоњен водоником произведен електричном енергијом троши три до четири пута више енергије од аутомобила на батерије. Очекује се да ће се ова разлика проширити како се технологија батерија наставља побољшавати.
До цурења водоника може доћи током многих корака његове производње и употребе. Научни магазин известио је у јуну 2003. године да би цурење водоника услед широке употребе водоничног горива прогутало озон брже него ЦФЦ. Хлорофлуороугљеници су забрањени широм света како би се спречило погоршање заштитног озонског омотача.
Водонични аутомобили додатно штете животној средини одвраћајући пажњу од далеко веће ефикасности електричних аутомобила. Истраживачки инжењер Валли Риппел из компаније АероВиронмент изнео је аргумент да ГМ и Схелл потискују водоничне горивне ћелије као начин да би одвратио пажњу јавности технологијом која је предалеко у будућности да би нашкодила тренутној потражњи - и стога делује на очувању статуса куо. Супротно томе, амерички министар енергетике и нобеловац Стевен Цху позвао је на отказивање свих 100 милиона долара из његовог буџета ДоЕ за истраживање водоничних горивних ћелија.
Две могућности које истраживачи желе да реше водоник као гориво које је еколошки прихватљиво су следеће. Аргонне Натионал Лаб проучава хватање ЦО2 током процеса реформисања парног метана. А истраживачи у Аустралији раде на соларној стамбеној водоничној пумпи - стварајући водонично гориво хидролизом користећи фотонапонске елементе на сопственом крову гараже.