在酸溶液中負極反應式為：2H2-4e-==4H+ 正極反應式為：O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O
電解質(zhì)溶液是堿或中性溶液則負極反應式為：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正極為：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ
工作時向負極供給燃料（氫）,向正極供給氧化劑（空氣,起作用的成分為氧氣）.氫在負極分解成正離子H+和電子e-.氫離子進入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極.用電的負載就接在外部電路中.在正極上,空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水.這正是水的電解反應的逆過程.
氫氧燃料電池工作時,向氫電極供應氫氣,同時向氧電極供應氧氣.氫、氧氣在電極上的催化劑作用下,通過電解質(zhì)生成水.這時在氫電極上有多余的電子而帶負電,在氧電極上由于缺少電子而帶正電.接通電路后,這一類似于燃燒的反應過程就能連續(xù)進行.