燃料の酸化還元反応によって生じるエネルギーを、直接電気エネルギーに変える電池のこと。特徴としては、発電効率が高いことによるCO2（二酸化炭素）削減や、排出されるのは水だけであることなど、環境問題とエネルギー問題の同時解決が期待できることや、水素源としてさまざまな燃料が使用でき、エネルギーの分散が図られることなどが挙げられる。燃料電池には、家庭用コージェネレーションや自動車、モバイル機器用電源として有望な「固体高分子形」というタイプの燃料電池や、オフィスビルや工場などのコージェネレーションとして実用化されている「リン酸形」などがあり、さらに高い発電効率を持つ「固体酸化物形」「溶融炭酸塩形」など研究段階のものもある。
モバイル分野では、ノートPCや携帯電話での利用が考えられ、研究・開発が進められている。特に携帯電話では、通話だけでなくゲームやインターネット利用のために高電圧を長時間利用できる電池の開発が急務となっており、メタノールを利用したダイレクト・メタノール型燃料電池（DMFC）に注目が集まっている。また、メタノールではなく、水素化ホウ素ナトリウム溶液を利用したダイレクト・ボロハイドライド燃料電池（DBFC）の開発も進められている。