La pila a combustibile è un generatore elettrochimico in cui, in linea di principio, entrano un combustibile (tipicamente idrogeno ma possono essere usati anche il metano e il metanolo) e un ossidante (ossigeno o aria) e da cui si ricavano corrente elettrica continua, acqua e calore. Le pile a combustione possono essere pensate come uno strumento che fa l'inverso dei più conosciuti esperimenti dove passando una corrente elettrica attraverso l'acqua, essa si divide in idrogeno e ossigeno. I residui della reazione (cioè acqua e gas esausti) vengono continuamente rimossi dalla cella, ma non contengono sostanze inquinanti. Diversamente dalle batterie comuni, nella pila a combustibile la materia attiva viene continuamente rinnovata e quindi la corrente elettrica continua può essere erogata indefinitamente se si mantiene l'alimentazione di combustibile e di gas ossidanti.

L'animazione mostra come all'interno di una cella a combustibile (fuel cell) gli elettroni degli atomi dei gas costituenti sono sfruttati per alimentare un circuito elettrico esterno, durante il processo stesso di formazione di molecole d'acqua