氫動力汽車分為兩種，氫內燃汽車(HICEV)是以內燃機燃燒氫氣（通常透過分解甲烷或電解水取得）及空氣中的氧產生動力，推動的汽車。而氫燃料電池汽車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質及空氣中的氧通過燃料電池以產生電力，再以電力推動電動機，由電動機推動車輛。這類車輛的發電廠把氫的化學能轉換為機械能，或者是通過燃燒的內燃機中的氫，或通過在燃料電池中的氧與氫反應來運行電動機。廣泛使用氫助長交通是在提議中的氫經濟的一個關鍵因素。

使用氫為能源的最大好處是它能跟空氣中的氧，產生水蒸氣排出，有效減少了其他燃油的汽車造成的空氣污染問題。
HICEV一般內燃機為基礎改良而成，要實現并不困難，困難之處在于如何降低成本及達至安全，以及安全地解決氫氣供應、儲存的問題后才可以推出市場。

高速車輛、巴士、潛水艇和火箭已經在不同形式使用氫。 

氫燃料電池動力
1960年代后期，Roger E. Billings制造了燃料電池的原型。

三個發展障礙

在燃料電池氫汽車的發展主要有三個障礙。
首先，氫的密度很低，就算燃料以液態形式儲存在低溫瓶或壓縮氣體瓶，在那些空間能夠儲存的能量十分有限，而氫汽車比起其他汽車就十分受限。而氫氣也不應該大量外溢到大氣層中，不然可能會破壞臭氧層。有些研究已經用特別結晶體來儲存氫在較高密度的環境中，而且更安全。

另外一種方法是不儲存氫分子，而使用氫重組器來從傳統燃料如甲烷、汽油和乙醇，提取氫。很多環保分子對此想法不感興趣，因為它依賴了化石燃料。可是，這是有效的重組程序，而且避免了儲存及運送氫的難題。使用重組過的汽油或乙醇來推動燃料電池，不但幾乎無空氣污染問題，能量轉換效率也比內燃機高（可有效減少二氧化碳排放）。

其次，制造在氫汽車提供電力可靠燃料電池，耗資頗高。科學家努力研究令燃料電池的成本盡量便宜，同時又有足夠硬度以抵受撞擊和震動這些汽車的基本問題。燃料電池的設計大都脆弱，故不能在那些情況下保存。加上很多設計都需要稀有物如鉑作為催化劑，令工作更順暢，而催化劑可能污染氫的純凈度，不利氫的提供。

第三個問題是氫可作為能量的攜帶者而非能源。它必須從化石燃料或其他能源提取，因此引起能量的流失（因為從其他能源到氫又回到能量的轉換并非百分百有效）。

過去常被討論的方案是發展新的核反應堆，提供高溫及電能，電解高溫水蒸氣的效率較高；但是新的核反應堆必許滿足“無核廢料問題”及“不維持就停止反應”的基本條件，而且目前核電已經缺乏經濟效應。

加拿大 Solar Hydrogen Energy Corporation 公司于 2004年展示直接從太陽和水，透過金屬的催化劑，產生了氫的方法。這或能使從太陽能轉成氫有一個便宜、直接、清潔的途徑。

氫內燃機動力

氫內燃車和氫燃料電池車不同。氫內燃車是傳統汽油內燃機車的帶小量改動的版本。氫內燃直接燃燒氫，不使用其他燃料或產生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數英里，很快便沒能量。另一方面，各色各樣的方法正在研究以減少耗用的空間，例如用液態氫或氫化物。

1807年Isaac de Rivas制造了首輛氫內燃車。可惜該設計甚不成功。寶馬的氫內燃車有更多的力量，比氫燃料電池車更快。寶馬的氫汽車以三百公里每小時創下了氫汽車的最高速記錄。馬自達已在開發燒氫的轉子引擎。該轉子引擎反復轉動，故氫從開口在引擎內的不同部分燃燒，減少突然爆炸這個氫燃料活塞引擎的問題。

其他重要汽車生產商如通用汽車和DaimlerChrysler公司，投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。

產業發展
多間公司都有研發氫氣車，資金有來自私人及政府，但福特汽車已經放棄，并將資源投放于純電動車上；雷諾-日產聯盟在2009年宣布停止研發氫氣車；通用汽車公司在2009年10月宣布減少在氫氣車的研發，原因是認為氫氣車距實用化還有相當距離。 2009年，日產在日本發起新FCV計劃，之后在10月，日產、福特汽車、通用汽車、現代集團、豐田、戴姆勒、雷諾、起亞汽車發表聯合聲明，將研發燃料電池車，預計2015年完成。2011年，現代集團發表其Blue2燃料電池車(FCEV)，預計2014年推出。

2016年9月中國揚子江汽車集團實驗生產線首次下線一臺常溫常壓氫能儲存公車泰歌號，該實驗車幾乎已經達成商業運行能力，其科技突破在于采用一種化學吸收劑將液態氫吸收混和其中，之后再用催化劑還原釋放，解決了氫能危險或高成本的儲存運送問題，傳統氫氣困境在于必須低溫或高壓二選一儲存方式，低溫需耗費大量電能完全沒有經濟性，高壓鋼瓶雖便宜但也是高價品，且普及到市井民用有重大安全隱患，裝載于車輛上萬一發生車禍則安全堪慮。此次突破技術在于千人計劃的專家程寒松教授全球領先原創顛覆性的“常溫常壓儲氫技術”，可以利用現有加油站和石油輸送體系等基礎設施，大幅減低了氫經濟難題。

BMW Hydrogen 7，使用氫與汽油兩用內燃機，2007年限量生產上市 (使用氫燃料時最遠行程為200km)。
HonDA FCX Clarity，使用氫燃料電池，2008年以出租車輛推出，預計2018年正式大量生產。但2010年Honda推出純電動車。
Toyota Mirai，使用氫燃料電池，以2013年展出的FCV概念車為原型

量產原型車
氫燃料電池
FIAT Panda Hydrogen
Ford Focus FCV
GM HydroGen3
Hyundai
Santa Fe FCEV-Fuel cell
Tucson FCEV-Fuel cell
ix35 FCEV-Fuel cell
Mercedes-Benz
A-Class F-Cell
B-Class F-Cell
VW
Bora Hy-motion
Touran Hy-motion
氫與汽油兩用內燃機
Mazda RX-8
氫與汽油兩用內燃機 + 電池動力
Mazda 5
混合動力
Nissan X-Trail FCHV
Toyota FCHV

概念車
混合動力
Morgan LIFEcar
Quark
揚子江汽車
泰歌號 (常溫常壓系統)