На аноді водень H₂ розпадається на протони й електрони. Мембрана пропускає лише протони — електронам доводиться йти в обхід через зовнішній провід (і лампочку), утворюючи електричний струм. На катоді вони знову зустрічаються з киснем O₂, утворюючи єдиний "відхід" — чисту воду.