Las celdas o pilas de combustible son dispositivos electroquímicos en los que la energía de una reacción química se convierte directamente en electricidad. Su principio de funcionamiento es inverso al de una electrólisis.

A diferencia de las pilas eléctricas no precisan recargarse. Funcionan de un modo continuo mientras se les suministre una sustancia combustible y una sustancia oxidante.

El combustible más utilizado es el hidrógeno pero también pueden utilizarse: monóxido de carbono, gas de síntesis (mezclas de monóxido de carbono e hidrógeno), metano, metanol,…
Como oxidantes se utilizan oxígeno puro y aire.

Las pilas de combustible se clasifican según el tipo de electrolito empleado. Esta circunstancia condiciona la temperatura de operación, así como el combustible y el oxidante utilizados.

Tipos de pilas de combustible:

• Pilas de membrana polimérica (PEM). Electrolito: membrana de intercambio protónico (nafion).
• Pilas de carbonato fundido (MCFC). Electrolito: carbonatos de litio y potasio fundidos, o de litio y sodio.
• Pilas de ácido fosfórico (PAFC). Electrolito: ácido fosfórico
  o Pilas de conversión directa de metanol (DMFC). Electrolito: membrana de intercambio protónico (nafion).
• Pilas alcalinas (AFC). Electrolito: hidróxido de potasio.
• Pilas de óxido sólido (SOFC). Electrolito: óxidos de circonio y de ytrio.
• Pilas de combustibles reversibles (regenerativas).