燃料電池的核心是聚合物，即質子導電膜，膜的兩側各有一個多孔膜電極。這些電極必須是多孔的，因為反應氣體是從背面饋入且必須到達電解質和膜的交界面，即催化劑層，更準確說，是在催化劑表面上發(fā)生電化學反應。在技術角度上，催化劑層可部分屬于多孔電極而另外部分屬于膜，這取決于制造工藝。兩個電極之間多層膜通常稱為膜電極或MEA(membraneelectrodeassembly)。然后MEA又位于集電器版/分隔器板之間，集電器主要是采集和傳導電流，而分隔器板主要是在多電池結構中分隔相鄰電池中的氣體。同時，在多個電池結構中，一個電池的陰極與相鄰電池的陽極物理連接或電氣連接，因此稱為雙極板。從而為反應氣體提供流動路徑(所謂的流場)，并使得電池具有一定的結構剛度。

1)氣體通過通道，在多孔層中還可引發(fā)對流；

2)氣體通過多孔介質擴散；

3)涵蓋中間所有電化學反應；

4)質子交換膜導電聚合物膜轉移；

5)電子經過導電部件導電；

6)通過包括電化學阻力和反擴散在內的聚合物膜傳輸水；

7)通過多孔催化劑層和氣體擴散層實現(xiàn)水傳輸(水蒸氣和液態(tài)水)；

8)帶水滴的未經過使用的氣體的兩相流；

9)傳熱，包括通過電池固體元件的傳導以及反應氣體和冷卻介質的對流。