氢能源的原理是将氢气与氧气反应，产生电能和水蒸气。这种反应叫做氢气燃烧，也称为燃料电池。在燃料电池中，氢气从一个端口进入，氧气从另一个端口进入，然后二者在阳极和阴极之间的电解质膜中发生反应，产生电流。这种能源很受关注，因为它能够产生零排放，相比传统燃烧能源更环保，且燃料丰富，价值高。尽管仍存在一些生产和使用上的难题，但氢能源有望成为未来的主流能源源。
氢能燃料可以是固态、液态、气态三种状态，但在实际应用中主要是以液态和气态形式储存和运输。氢气在常压下是气体，固态氢称为液态氢，需要极低的温度和高压才能保存，常用于航天器和高速列车等场合。液态氢是在低温（-253摄氏度）下液化的氢气，具有高容量、高效率、资源丰富等优点，在氢能燃料电池车、船舶、飞机等领域有广泛应用。