ไฮโดรเจน (H2) รวมตัวกันอย่างระเบิดกับออกซิเจน (O2) เพื่อสร้างน้ำ (H2O) ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน กล่าวคือ ปล่อยพลังงานออกมา ไฮโดรเจนและออกซิเจนจึงถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดมานานหลายทศวรรษ ไม่ใช่เพราะประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่เป็นเพราะเชื้อเพลิงที่จุดไฟเต็มน้ำหนัก ว่ากระบวนการนี้เป็นการเผาไหม้ที่สะอาดแนะนำสำหรับบางคนในช่วงปี 1990 ว่าจะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการขยายการใช้เป็นเชื้อเพลิงรถยนต์เช่นกัน แม้ว่าแนวคิดดังกล่าวจะถูกยกเลิกอย่างรวดเร็วโดยมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ แต่แนวคิดนี้ก็ได้เกิดใหม่อีกครั้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
ผู้เสนอไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงเชื่อว่าการเปลี่ยนจากไฮโดรคาร์บอนเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาพูดถึงความสะอาดของไฮโดรเจนที่ถูกเผาไหม้ โดยผลิตพลังงานและน้ำเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ละเลยจุดสิ้นสุดของการผลิตซึ่งมีมลพิษสูง
ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของไฮโดรเจนที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบันมาจากการแปรรูปก๊าซธรรมชาติที่เรียกว่า “การปฏิรูปก๊าซมีเทนด้วยไอน้ำ” แม้ว่ากระบวนการนี้จะใช้ก๊าซธรรมชาติ แต่การผลิตจะสร้าง CO2 จำนวนมาก ซึ่งตรงกันข้ามกับตัวกระตุ้นการสร้างความประทับใจของเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ให้.
การแยกไฮโดรเจนและออกซิเจนโดยการไฮโดรไลซิส (โดยใช้ไฟฟ้า) ได้รับความนิยมน้อยกว่าการปฏิรูปด้วยไอน้ำมีเทนมากเพราะไม่มีประสิทธิภาพ เพียงประมาณร้อยละ 70 ตามสารคดี "ใครฆ่ารถยนต์ไฟฟ้า" รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยไฟฟ้าใช้พลังงานมากกว่ารถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่สามถึงสี่เท่า ความแตกต่างนี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
การรั่วไหลของไฮโดรเจนอาจเกิดขึ้นได้ในหลายขั้นตอนของการผลิตและการใช้งาน Science Magazine รายงานเมื่อเดือนมิถุนายน 2546 ว่าไฮโดรเจนที่รั่วไหลจากการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอย่างแพร่หลายจะดูดซับโอโซนได้เร็วกว่าสาร CFCs Chlorofluorocarbons ถูกห้ามทั่วโลกเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของชั้นโอโซนป้องกัน
รถยนต์ไฮโดรเจนทำร้ายสิ่งแวดล้อมมากขึ้นโดยเบี่ยงเบนความสนใจจากประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้าที่มากขึ้น วิศวกรวิจัย Wally Rippel แห่ง AeroVironment โต้แย้งว่า GM และ Shell กำลังผลักดันเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนออกมาเป็นแนวทาง เพื่อเบี่ยงเบนความสนใจของสาธารณชนด้วยเทคโนโลยีที่ไกลเกินกว่าที่จะกระทบต่อความต้องการในปัจจุบัน จึงทำหน้าที่รักษาสถานภาพ เป็น ในทางตรงกันข้าม สตีเวน ชู รัฐมนตรีกระทรวงพลังงานสหรัฐและโนเบลิสม์ สตีเวน ชู เรียกร้องให้ยกเลิกงบประมาณ 100 ล้านดอลลาร์ของ DoE ทั้งหมดสำหรับการวิจัยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
ความเป็นไปได้สองประการที่นักวิจัยกำลังมองหาเพื่อกอบกู้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีดังนี้ Argonne National Lab กำลังศึกษาการดักจับ CO2 ระหว่างกระบวนการปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ และนักวิจัยในออสเตรเลียกำลังทำงานเกี่ยวกับปั๊มไฮโดรเจนสำหรับที่พักอาศัยที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งสร้างเชื้อเพลิงไฮโดรเจนโดยการไฮโดรไลซิสโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาโรงรถของตัวเอง