เซลล์เชื้อเพลิงโดยทั่วไปสามารถเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ถึงราว 50% ประสิทธิภาพนี้ขึ้นอยู่กับกระแสที่ไหลผ่านเซลล์ ยิ่งกระแสถูกดึงไปมากประสิทธิภาพก็ลดลงมาก

เราจำเป็นต้องนำการสูญเสียที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต ขนส่งและจัดเก็บมาพิจารณาด้วย รถที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจอัดอาจมีประสิทธิภาพจากแหล่งพลังงานไปสู่การขับเคลื่อนอยู่ที่ 22% ถ้าไฮโดรเจนถูกเก็บอยู่ในรูปก๊าซความดันสูง และ 17%ถ้าไฮโดรเจนถูกเก็บอยู่ในรูปก๊าซเหลว

รูปแบบการใช้งานอีกอย่างหนึ่งในประเทศที่อากาศหนาวเย็น คือ การใช้เซลล์เชื้อเพลิงให้พลังงานไฟฟ้าและความร้อนไปพร้อมกัน ในระบบนี้ประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องสูงมากนัก ปกติแล้วอยู่ที่ 15-20% เนื่องจากความร้อนก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ ความร้อนบางส่วนสูญเสียไปกับก๊าซที่ปล่อยออกจากระบบเช่นเดียวกับระบบที่มีการเผาไหม้ทั่วไป ดังนั้นในระบบนี้ประสิทธิภาพโดยรวมจึงยังไม่ใช่ 100% แต่อยู่ที่ราว 80%