Polttokennovetyauto toimii yhdistämällä vety happiin prosessissa, joka tuottaa energiaa. Kiinnostus vetypolttokennokäyttöisiä autoja kohtaan on kasvanut viime vuosina, koska polttokennot ovat tehokkaampia ja aiheuttavat vähemmän pakokaasupäästöjä kuin perinteiset fossiiliset moottorit. Polttokennovetyautojen laaja käyttö voi myös vähentää maailman riippuvuutta fossiilisista polttoaineista, kuten bensiinistä ja dieselistä, kun tekniikka ja infrastruktuuri tukevat näiden ajoneuvojen laajaa tuotantoa, jakelua ja käyttöä.
Vaikka autojen käyttäminen polttokennoilla on suhteellisen uusi idea, polttokennot ovat olleet käytössä vuosikymmeniä. Entinen Neuvostoliitto ja Yhdysvallat käyttivät polttokennoteknologiaa tarjotakseen suurimman osan avaruusohjelmiensa miehitetyille avaruusaluksille vallasta avaruuskauden alkuvaiheista lähtien. Avaruusinsinöörit havaitsivat, että akkujen paino rajoitti avaruuteen laukaistavan hyötykuorman määrää ja rajoitti myös avaruusmatkojen mahdollista kestoa. Polttokennot tarjoavat edelleen paljon valtaa miehitetyille avaruusaluksille.
Polttokenno toimii hyvin kuin akku, koska se on suljettu kenno, joka tuottaa sähköä. Polttokennovetyauton polttokennoissa on akun tavoin negatiivinen puoli, joka tunnetaan anodina, ja positiivinen puoli, joka tunnetaan katodina. Monissa polttokennoissa anodin ja katodin välissä on kerros, joka tunnetaan elektrolyyttinä.
Vetykaasu tulee solun anodipuolen läpi ja virtaa katalyytin läpi, kun taas happi tulee katodin läpi. Kun vety virtaa katalyytin läpi, katalyytti erottaa vedyn positiiviset atomit, jotka tunnetaan protoneina, ja negatiiviset atomit, jotka tunnetaan elektronina. Elektrolyyttikerros toimii esteenä, joka sallii vain positiivisesti varautuneiden vetyatomien virrata sen läpi. Elektronit estetään pääsemästä elektrolyyttikerrokseen ja ne ohjataan esteen ympärille johtimien läpi, missä ne yhdistyvät uudelleen positiivisesti varautuneiden atomien kanssa veden muodostamiseksi.
Kun elektronit reititetään langan läpi, se luo sähkövirran ja tuottaa energiaa. Polttokennovetyautossa ajoneuvon moottori saa virtansa piirin läpi virtaavien elektronien tuottamasta sähköstä. Niin kauan kuin vetykaasua on saatavana, polttokennovetyauton moottori tuottaa edelleen tehoa. Vesi on ainoa sivutuote, joka syntyy polttokennovetyauton käytön seurauksena, joten se on ympäristöystävällisempi ja kestävämpi vaihtoehto öljypohjaisten polttoaineiden käytölle ajoneuvoissa.