燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。pafc和pemfc反应中与氢离子（h+）相关，发生的反应为：
燃料极：h2==2h++2e-（1）
空气极：2h++12o2+2e-==h2o（2）
全体：h2+12o2==h2o（3）
在燃料极中，供给的燃料气体中的h2分解成h+和e-，h+移动到电解质中与空气极侧供给的o2发生反应。
e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。
一系例的反应促成了e-不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。
并且从上式中的反应式（3）可以看出，由h2和o2生成的h2o，除此以外没有其他的反应，h2所具有的化学能转变成了电能。
但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例。
引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。
因此，为了获得大的出力需采用组件多层迭加的办法获得高电压堆。
组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面中备有气体流路的部件，pafc和pemfc的隔板均由碳材料组成。
堆的出力由总的电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成比。
pafc的电解质为浓磷酸水溶液，而pemfc电解质为质子导电性聚合物系的膜。
电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以pt作为触媒，燃料气体中的co将造成中毒，降低电极性能。
为此，在pafc和pemfc应用中必须限制燃料气体中含有的co量，特别是对于低温工作的pemfc更应严格地加以限制。
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成h2、co和水蒸气的混合物，co和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成h2和co2。