Водень (H2) вибухонебезпечно поєднується з киснем (O2), утворюючи воду (H2O). Реакція екзотермічна, іншими словами вона виділяє енергію. Отже, водень та кисень використовуються як ракетне паливо протягом десятиліть не через користь для навколишнього середовища, а тому, що запалюється повна маса палива. Те, що процес є чистого випалювання, деяким ще в 1990-х роках наводило на думку, що було б екологічно безпечним і розширити його використання як автомобільного палива. Хоча ця ідея була швидко відхилена на науковій основі, ця ідея пережила відродження в останні роки.
Прихильники водню як палива вважають, що перехід від вуглеводнів до водневого палива є вигідним для навколишнього середовища. Зокрема, вони рекламують чистоту, з якою згоряє водень, виробляючи лише енергію та воду. Однак це ігнорує кінець виробництва, який є дуже забруднюючим.
Близько 95 відсотків водню, який в даний час виробляється в Сполучених Штатах, надходить у переробку природного газу, що називається "паровим риформінгом метану". Хоча в процесі використовується природний газ, виробництво створює велику кількість CO2 - протилежне враженням прихильників водневого палива дати.
Поділ водню та кисню за допомогою гідролізу (за допомогою електрики) набагато менш популярне, ніж риформінг метану, оскільки він настільки неефективний; лише близько 70 відсотків. За документальним фільмом "Хто вбив електричний автомобіль?" автомобіль на паливних елементах, що працює на водні, виготовлений з електрики, використовує в три-чотири рази більше енергії, ніж автомобіль, що працює від акумуляторів. Очікується, що ця різниця буде збільшуватися в міру вдосконалення технології акумуляторів.
Витік водню може відбуватися на багатьох етапах його виробництва та використання. Науковий журнал повідомляв у червні 2003 р., Що витоки водню внаслідок широкого використання водневого палива поглинатимуть озон швидше, ніж ХФУ. Хлорфторуглероди заборонені у всьому світі, щоб запобігти погіршенню захисного озонового шару.
Водневі машини ще більше шкодять навколишньому середовищу, відволікаючи від набагато більшої ефективності електромобілів. Інженер-дослідник Уоллі Ріппел з AeroVironment висунув аргумент, що GM і Shell висувають водневі паливні елементи як спосіб щоб відвернути увагу громадськості технологією, яка занадто далека в майбутньому, щоб зашкодити поточному попиту - і, отже, діє для збереження статусу кво. На противагу цьому міністр енергетики США та нобеліст Стівен Чу закликав скасувати всі 100 мільйонів доларів у своєму бюджеті DoE на дослідження водневих паливних елементів.
Дві можливості, які дослідники переслідують з метою усунення водню як екологічно чистого палива, полягають у наступному. Національна лабораторія Аргонна вивчає уловлювання СО2 під час процесу реформування парового метану. А австралійські дослідники працюють над побутовим водневим насосом на сонячних батареях - створюють водневе паливо за допомогою гідролізу за допомогою фотоелектрики на власному гаражному даху.