電堆由多個單體電池以串聯方式層疊組合而成。

單體電池是由將雙極板與膜電極(MEA-催化劑、質子交換膜、碳紙/碳布)組成。

若干單體之間嵌入密封件，經前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢，即構成燃料電池電堆。

雙極板是由極板和流場組成。主要作用是氣體分配、集流、導熱和密封。

雙極板是電、熱的良導體，具有良好的機械性能，很好的阻氣性能，耐腐蝕性好等特點，其性能決定了燃料電池堆體積比功率和質量比功率。

雙極板材質主要是石墨或者合金。通常由石墨板材料制作，石墨雙極板厚度約2～3.7mm，經銑床加工成具有一定形狀的導流流體槽及流體通道，其流道設計和加工工藝與電池性能密切相關。

質子交換膜作為電解質，起到傳導質子，隔離反應氣體的作用。

在燃料電池內部，質子交換膜為質子的遷移和輸送提供通道，使得質子經過膜從陽極到達陰極，與外電路的電子轉移構成回路，向外界提供電流。

質子交換膜的性能對燃料電池的性能起著非常重要的作用，它的好壞也直接影響電池的使用壽命。

作為氫燃料電池反應關鍵，催化層是由催化劑和催化劑載體形成的薄層。催化劑主要采用Pt/C,Pt合金/C，載體材料主要是納米顆粒碳、碳納米管、碳須等。

對材料要求導電性好，載體耐蝕，催化活性大。