质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell）是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H+的介质，只允许H+通过，而H2失去的电子则从导线通过。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。

质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点，被公认为电动汽车、固定发电站等的能源。在燃料电池内部，质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流，因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用，它的好坏直接影响电池的使用寿命。

2010年2月的质子交换膜燃料电池示范电站落户广州大学城。由华南理工大学自己设计、自己建造的这座示范电站的落成，标志着广东省在燃料电池技术这一重要的新能源技术研究和开发方面走在了世界的前列，也为质子交换膜燃料电池这项新能源技术在广东省的商业化奠定了重要的基础。