燃料電池有節能、轉換效率高、不需要石油燃料、達到零污染排放、結構簡單、運行平穩等優點，但也有以下一些缺點：

1)燃料種類單一目前，不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫，還有碳水化合物經過重整后轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整，都比較復雜，對安全性要求很高。但燃料種類的單一性，可以建立標準化、統一的供給系統。

2)要求高質量的密封燃料電池的單體電池所能產生的電壓約為1V，不同種類的燃料電池的單體電池所能產生的電壓略有不同。通常將多個單體電池按使用電壓和電流的要求組合成為燃料電池發動機組，在組合時，單體電池間的電極連接時，必須要有嚴格的密封，因為密封不良的燃料電池，氫氣會泄漏到燃料電池的外面，降低了氫的利用率并嚴重影響燃料電池發動機的效率，還會引起氫氣燃燒事故。由于要求嚴格的密封，使得燃料電池發動機的制造工藝很復雜，并給使用和維護帶來很多困難。

3)比功率還要進一步提高內燃機的比功率約為300W/kg，以氫為燃料的燃料電池比功率約為300～350W/kg，功率密度為280W/L。甲醇經過重整產生的氫為燃料的燃料電池綜合功率密度（包括重整器質量）降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求，需要進一步提高燃料電池發動機的比功率。

4)造價太高目前質子交換膜燃料電池是最有發展前途的燃料電池之一，但質子交換膜燃料電池需要用貴金屬鉑（Pt）作為催化劑，其使用量要求達到0.1～0.2mg/cm3，目前用量要求達到0.5mg/cm3，距離要求還較遠。而且鉑（Pt）在反應過程中受CO的作用會"中毒"而失效。鉑（Pt）的使用和鉑（Pt）的失效使質子交換膜燃料電池的造價持高不下。

5)需要配備輔助電池系統燃料電池可以持續發電，但不能充電和回收FCEV再生制動的反饋能量。通常在FCEV上還要增加輔助電池，來儲存燃料電池富裕的電能和在FCEV減速時接受再生制動時的能量。