Wasserstoff wird als Kraftstoff der Zukunft betrachtet. Bis zur technischen und wirtschaftlichen Reife ist aber noch Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu leisten. Frühestens 2015 könnten jedoch erste serienmäßig produzierte Brennstoffzellenantriebe zur Verfügung stehen.

Derzeit gibt es für den Einsatz von Wasserstoff als Antriebstechnologie zwei unterschiedliche Ansätze: die Brennstoffzelle  und den Wasserstoffverbrennungsmotor.

In der Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff in einem elektrochemischen Prozess. Die frei werdende Energie wird in Strom umgewandelt, welcher genutzt wird, um einen Elektromotor anzutreiben. Der Wasserstoffverbrennungsmotor dagegen verbrennt Wasserstoff wie ein herkömmlicher Benzinmotor.

Der Vorteil des Einsatzes von Wasserstoff als Kraftstoff ist bei beiden Lösungen gegeben: Sein Verbrauch ist mit geringen oder fast keinen lokalen Emissionen verbunden. Lediglich Wasserdampf wird emittiert, der im Winter gar zum Heizen des Fahrzeugs verwendet werden kann. Die Kombination aus Brennstoffzelle und Elektromotor, mit ihrem überdurchschnittlich hohen Wirkungsgrad, nutzt die im Wasserstoff gespeicherte Energie jedoch effizienter.

Die große Herausforderung, die für beide Ansätze gilt, ist grundlegender Natur: die Herstellung von Wasserstoff. Er ist zwar weltweit in praktisch unbegrenzten Mengen vorhanden, allerdings kommt er fast ausschließlich in chemischen Verbindungen (Wasser, Säuren, Kohlenwasserstoffe, andere organische Verbindungen) vor. Bei seiner Gewinnung entstehen jedoch Kosten und oftmals Schadstoffemissionen. Der produzierte Wasserstoff kann nur so umweltschonend sowie preiswert sein, wie die Primärenergie aus der er gewonnen wird. Daher ist für den Erfolg der Wasserstoffantriebe von Bedeutung, dass die Wasserstoffherstellung unter Verwendung erneuerbarer Energieträger weitgehend klimaneutral erfolgen kann und der Einsatz wirtschaftlich ist.

Derzeit ist die Technologie noch teuer und wenig effizient, auch fehlen noch die notwendigen Infrastrukturen in Form eines angemessenen ausgebauten Tankstellennetzes. Um dies zu ändern unterstützt die Bundesregierung die Entwicklung der Wasserstofftechnologie. Aktuell laufen in Deutschland zahlreiche Pilotprojekte, die zum Ziel haben, die Alltagstauglichkeit des Energieträgers Wasserstoff als Kraftstoff in Fahrzeugen zu demonstrieren und die Infrastruktur zur Betankung der Fahrzeuge zu erproben.