El hidrógeno puede utilizarse como un vector energético, cuyo potencial reside en la posibilidad de almacenarlo y transportarlo para ser posteriormente utilizado y recuperar la energía que contiene al recombinarlo. La producción de hidrógeno, sin embargo, conlleva el empleo de una cierta cantidad de energía.

La forma más limpia de producir hidrógeno libre es mediante la separación del agua en sus dos elementos constituyentes: hidrógeno y oxígeno. Esta separación se realiza mediante la aportación de energía en forma de corriente eléctrica, en un proceso denominado electrólisis.

En condiciones normales, el hidrógeno se encuentra en estado gaseoso con una muy baja densidad, esto quiere decir que ocupa una gran cantidad de espacio, demasiado como para ser útil. Por esta razón, se almacena en tanques o botellas como gas a muy alta presión.

Para recuperar la energía del hidrógeno, se invierte el proceso de su producción en una pila de combustible, donde el hidrógeno vuelve a combinarse con oxígeno formando agua y devolviendo en forma de electricidad una gran parte de la energía anteriormente aportada.

Una de las principales aplicaciones e intereses para esta tecnología es la posibilidad de emplear la energía sobrante de una instalación renovable (por ejemplo, energía solar fotovoltaica) para la generación de hidrógeno. De esta manera, se consigue poder almacenar durante un tiempo esa energía que, de otra forma, se perdería, y poder usarla a posteriori para otras aplicaciones, por ejemplo, en un vehículo de hidrógeno. De esta manera, al utilizar energía de origen 100% renovable para los procesos de producción y utilización de hidrógeno 100% limpios, se puede afirmar que el funcionamiento del vehículo de hidrógeno es cero emisiones.