燃料电池的原理是德国的科学家Christian Friedrich Schonbein在1838年发现的，隔年的一月于哲学杂誌-”Philosophical Magazine”上公开发表。基于这个基础上，1842年时，威尔斯(Welsh)的科学家-威廉-罗勃?葛洛夫爵士(Sir William Robert Grove)发现将水的电解反应作逆向操作时可产生电能的现象，这是人们后来称之为燃料电池的第一个装置，当时他叫做气体伏特电池(gas voltaic battery)。
到了1950年代末期，NASA为了太空探索任务又重新炒热了燃料电池的应用。1955年，GE(General Electric Company)公司的化学研究员W. Thomas Grubb进一步设计以多苯乙烯的硫酸盐离子交换膜为燃料电池的电解质，三年后，GE的另一位化学研究员Leonard Niedrach，想出了将白金沉积在膜上面，白金是氢气进行氧化反应和氧气进行还原反应必需的催化剂，这就是有名的-Grubb-Niedrach燃料电池。
随即Ge就和NASA and McDonnell航空发展这个技术，应用于双子星计画(Project Gemini)，这是燃料电池的第一个商业上的应用。直到1959年，英国的工程师Francis Thomas Bacon和它的同事们才成功地展示出第一具输出功率达5仟瓦的实用级燃料电池系统。同年的Harry Karl Ihrig团队也製造出以15仟瓦功率的燃料电池驱动的牵引车。1960年，Pratt and Whitney获得Bacon’s专利的许可，将燃料电池当作太空计画中电力和水的来源。
美国联合技术公司(United Technology Corporation)的UTC Power1 部门是第一个製造商用，大型固定燃料电池的公司，其产品可当做医院、大学、大型办公大楼的动力来源，UTC Power 持续也在市场上推出功率达200千瓦燃料电池-PureCell 200。UTC Powe也是NASA在进行太空探索方面唯一的燃料电池供应者，曾将其燃料电池应用于阿波罗任务和最近的太空梭计画，而且也往汽车、公共巴士、手机等方面发展，该公司也展示了第一个质子交换膜的燃料电池汽车，在酷寒的状态下仍能适用。
在1960年代几次的太空任务中，燃料电池用于驱动登月探险车及供应太空人饮用水，均证明了它的实用性。
近年来，因为石化能源的危机与环保意识的抬头，燃料电池的发展更是如雨后春笋，不断发展。
