El funcionamiento de estos automóviles se basa en las pilas de combustible, que transforman la energía química del hidrógeno en energía mecánica, eléctrica o térmica, aprovechándola de manera más eficiente que los motores convencionales y produciendo vapor de agua como residuo inocuo. Según estudio de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, si sustituyeran a los actuales coches, podrían evitar hasta 6.400 muertes cada año sólo en Estados Unidos, gracias a la reducción de la contaminación y del cambio climático.
Los expertos del sector aseguran que su producción en serie comenzará en 2010, y su precio se reducirá ostensiblemente al llegar a las cadenas de montaje, de manera que en 2020 podrían ser la opción mayoritaria en el mercado. Por su parte, otras fuentes son más cautas y retrasan esta fecha hasta 2050, conscientes de las dificultades.
Para empezar, se trata de un gas muy inestable y explosivo que debe conservarse a unos 253 grados bajo cero o a una presión muy alta. No obstante, los fabricantes de estos sistemas han hecho pasar a sus desarrollos por pruebas muy severas, disparos de bala incluidos, y aseguran que no son más peligrosos que los actuales motores de gasolina. De hecho, además de los coches prototipo mencionados, hay varios autobuses, submarinos y cohetes en funcionamiento, y hasta los trasbordadores espaciales de la NASA utilizan este sistema. Asimismo, muchas compañías aeronáuticas como Boeing o Smartfish están probando aviones con hidrógeno.