Mnogi ljudi smatraju motore na vodik izvrsnom alternativom motorima na fosilna goriva. Postoje dvije vrste vodikovih motora, a za snagu se oslanjaju na različite principe. Motori na vodik s unutarnjim izgaranjem rade na sličan način kao i motori s unutarnjim izgaranjem na naftu. Motor na vodikove gorive ćelije radi miješanjem vodika i kisika, stvarajući električnu energiju tijekom kemijske reakcije.
Motori na vodik s unutarnjim izgaranjem isti su kao i drugi motori s unutarnjim izgaranjem, osim što koriste vodik umjesto fosilnog goriva, što olakšava pretvaranje procesa proizvodnje s naftnih plamenika u motore na vodik. Ovi vodikovi motori sagorevaju tekući vodik za pomicanje klipova i stvaranje energije. Vodik daje visoku energiju bez stvaranja štetnih ispušnih plinova.
Postoje, međutim, neka ograničenja za vodikov motor s unutarnjim izgaranjem koja ga čine nepraktičnim. Kako bi zadržao dovoljno goriva da bi bio koristan, vodik se mora skladištiti u tekućem obliku, što zahtijeva hlađenje na ekstremno niske temperature. Ovako niske temperature dovele bi do naprezanja i pucanja, ne samo na spremniku goriva, već i na bilo kojoj okolnoj strukturi. Izolacija i ojačanje vozila da izdrži te temperature podiže proizvodne troškove na previsoke razine.
Alternativa ovom modelu je model gorivnih ćelija. Vodik i kisik miješaju se unutar gorivne ćelije, spajajući se u vodu. Ova kemijska reakcija također oslobađa električnu energiju, koja se može pohraniti i koristiti za pogon motora. Voda je jedini ispušni plin koji proizvodi ovaj motor, što ga čini dobrom opcijom za smanjenje onečišćenja zraka.
Unutar gorivne ćelije, komprimirani vodikov plin prolazi kroz katalizator obložen platinom, gdje se elektroni povlače, stvarajući električnu energiju i stvarajući pozitivne vodikove ione. Kisik ubrizgan u stanicu kroz katodu veže se s ionima, stvarajući vodu. Ova voda se tada može ispustiti kao ispušni plin. Energija koju generira jedna gorivna ćelija ne bi bila dovoljna za pogon vozila, ali bi se niz ćelija mogao povezati kako bi osigurao dovoljno energije.
Također postoje ograničenja za vodikove motore na gorive ćelije. Iznimno su krhki i možda neće biti dovoljno čvrsti da prežive upotrebu u vozilu. U svojoj konstrukciji koriste skupe komponente i plemenite metale poput platine, što povećava troškove proizvodnje.
Gorivne ćelije također su sklone smrzavanju, osobito prije pokretanja. Nakon što vodikov motor radi, kemijskim postupkom stvara se dovoljno topline da se stanice ne smrzavaju. Oni, međutim, ne proizvode toliko topline kao motori s unutarnjim izgaranjem, a motorima na gorive ćelije potrebno je znatno duže da se zagrije.