和一般燃料电池一样，SOFC也是把反应物的化学能直接转化为电能的电化学装置，只不过工作温度较高，一般在800~1000℃。它也是由阳极、阴极及两极之间的电解质组成。在阳极一侧持续通入燃料气，例如H2、CH4、煤气等，具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体例如氢，并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。在阴极一侧持续通入氧气或空气，具有多孔结构的阴极表面吸附氧，由于阴极本身的催化作用，使得O2得到电子变为O2- ，在化学势的作用下，O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体，由于浓度梯度引起扩散，最终到达固体电解质与阳极的界面，与燃料气体发生反应，失去的电子通过外电路回到阴极。其电化学反应过程如图
 

　         氧离子电导燃料电池电化学反应过程示意图

      SOFC采用了陶瓷材料作电解质、阴极和阳极，全固态结构，除具有一般燃料电池系统的特点外，它的燃料无需是纯氢，可以采用其它可燃气体；同时，SOFC不必使用贵金属催化剂。陶瓷电解质要求高温运行(600~1000℃)，加快了反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化设备；同时系统产生的高温、清洁高质量热气，适于热电联产，能量利用率高达80%左右，是一种清洁高效的能源系统[2]。