膜電極的工作過程可以分為以下幾個步驟：

　　首先，氫氣通過陽極極板上的氣體流場到達(dá)陽極，通過電極上的擴(kuò)散層到達(dá)陽極催化層，吸附在陽極催化劑層，氫氣在催化劑鉑的催化作用解為2個氫離子，即質(zhì)子H+，并釋放出2個電子。這一過程稱為氫的陽極氧化過程，

　　陽極上發(fā)生的反應(yīng)為：

　　H2=2H++2e

　　在電池的另一端，氧氣或空氣通過陰極極板上的氣體流場到達(dá)陰極，通過電極上的擴(kuò)散層到達(dá)陰極催化層，吸附在陰極催化層，同時，氫離子穿過電解質(zhì)到達(dá)陰極，電子通過外電路也到達(dá)陰極。在陰極催化劑的作用下，氧氣與氫離子和電子發(fā)生反應(yīng)生成水，這一過程稱為氧的陰極還原過程，

　　陰極上發(fā)生的反應(yīng)為：

　　1/2O2+2H++2e = H2O

　　總的化學(xué)反應(yīng)式為：

　　H2+1/2O2=H2O

　　與此同時，電子在外電路的連接下形成電流，通過適當(dāng)連接可以向負(fù)載輸出電能，生成的水通過電極隨反應(yīng)尾氣排出。