能量转化效率高  与一般热力发电相比, 燃料电池发电具有较高的理论转化效率。无论是热机还是它的组,其效率都受到卡诺热机效率的限制。目前,汽轮机或柴油机的效率最大值仅为40%~50%,当用热机带动时,其效率仅为35%~40%；而在燃料电池中,燃料不是被燃烧变为热能,而是直接发电,理论上能量转化效率在90%以上,甚至超过100%。在实际应用时,考虑到综合利用能量,其总效率可望在80%以上。另外,其它的物理电池,如温差电池的效率仅为10%,太阳能的效率为20%,就无法与燃料电池相比较了。

      比能量或比功率高  同样重的各种发电装置,燃料电池的发电功率大。这是因为,对于封闭体系的铅酸蓄电池或锌银电池与外界没有物质的交换,比能量不会随时间变化,但是燃料电池由于不断补充燃料,随着时间延长,其输出能量也越多,这样就可以节省材料,使装置轻,结构紧凑,占用空间小。

      污染小、噪音低、振动小  燃料电池作为大、中型发电装置使用时，它与火力发电相比，突出的优点是可以减少大气污染。

污染成分	天然气火力发电	重油炎力发电	煤火力发电	燃料电池
SO2	2.5-230	4550	8200	0-0.12
NOx	1800	3200	3200	63-107
烃类	20-1270	135-5000	30-104	14-102
尘末	0-90	45-320	365-680	0-0.14

      此外，燃料电池自身不需要冷却水，减少了火力发电热排水的污染。对于氢氧燃料电池而言，发电后产物只有水，所以在载人宇宙飞船等航天器中兼做宇航员的饮用水。火力发电则要排放大量残渣，并且热机活塞引擎的机械传动部分所形成的噪音污染也十分严重。比较起来，燃料电池的操作环境要清洁、安静得多。

      可靠性高  燃料电池的发电装置是由单个电池堆叠成电池组构成的，单个电池串联的电池组并联后再确定整个发电装置的规模。由于这些电池组合是模块结构，因而维修十分方便。燃料电池的可靠性还在于：即使处于额定功率以上过载运行时，它都能承受而效率变化不大；当负载有变化时，它的响应速度也快。这种优良的性能使燃料电池在电高峰期可作为储能电池使用，保证火力发电发电站或核电站在额定功率下稳定运转，电力系统的总效率得以提高。

      适用能力强  燃料电池可以使用多种多样的初级燃料，包括火力发电厂不宜使用的低质燃料。既可用于固定地点的发电站，亦可用作汽车、潜艇等交通工具的动力源。负荷应答速度快，启动或关闭时间短。设备占地面积小，建设工期短。燃料电池发电设备的构件小，可以全部积木化，制造和组装都可以在工厂进行，建设工期远远短于传统发电设备。机器的配置亦可自由设计，使装置更加紧凑，大大减少占地面积，增设工程相当方便。

      正由于燃料电池具有上述优点，故被公认为继火力发电、水力发电和核能发电技术之后的第四代化学能发电技术。燃料电池的最大缺点是辅助控制系统比较复杂，一般都要用昂贵的催化剂。