燃料電池的分類多樣式變化，根據產電原理、電池結構以及操作條件等特點可以分為以下幾類。根據產電原理不同可分為間接和直接。間接顧名思義是指先利用微生物反應器將有機底物中的能量轉化為小分子有機物如甲酸、甲醇、甲烷等或氫氣然后通過化學燃料電池將上述有機物或氫氣進行氧化并產生電流的一類微生物燃料電池。而直接是指利用附著在陽極電極上的產電菌的代謝作用直接氧化廢水中的有機底物將其能量直接轉化為電流的一種微生物燃料電池。雖然總體來說由于間接 利用化學燃料電池產電性能較高 但由于直接結構簡單易于維護且成本低廉 目前絕大部分的 采用的都是直接 兩種。
燃料電池的種類很多，分類方法也有多種。主要的有兩種：一是根據燃料反應過程將燃料電池分為直接燃料電池、再生燃料電池與非直接燃料電池。與一次、二次電池相對應，燃料電池也有直接的和再生燃料電池，前者電池反應物被排放掉，而后者可將產物再生為反應物。第三種電池為非直接燃料電池，分為兩種類型。一種是對有機燃料的加工，使其轉變成氫;另一種是生物化學燃料電池，生化物質在酶的作用下產生氫。
直接燃料電池進一步的細分是依其工作溫度分為低溫、中溫、高溫及超高溫，對應的溫度范圍分別是25一100`C , 100-5001 ,500 --1000℃及大于10001。不同溫度范圍使用的燃料電池的類型，其中有些燃料是可以直接利用的，如氫。有機化合物然料需經重整后使用，如烴類、醇類等。碳或石墨也可考慮作m料。已使用的含氮燃料是氨、脫(NH,-NH,，又稱聯氨)。在所有實際燃料電池中使用的氧化劑是純氧或空氣。
最常用的分類方法是根據電解質的性質。將燃料電池劃分為五大類，堿性燃料電池AFC (Alkaline Fuel Cell),磷酸燃料電池PAFC (Phosphorous Acid Fuel Cell)、熔融碳酸鹽燃料電池MCFC( Molten Carbonate Fuel Cell)、固體氧化物燃料電池SOFC ( SolidOxide Fuel Cell)、質子交換膜燃料電池PEMFC (Proton ExchangeMembrane Fuel Cell)。
