En general, las pilas de combustible se clasifican principalmente por el electrolito que utilizan. Esto determina el tipo de reacciones químicas que tienen lugar en la celda, el tipo de catalizadores que requieren para que tenga lugar la reacción, el rango de temperaturas de operación de la celda y el combustible requerido. Estas características, a su vez, también afectan al tipo de aplicaciones para las que estas pilas son más adecuadas.
Hay diferentes tipos de pilas de combustible, cada uno de ellos con sus propias ventajas, características y posibles aplicaciones, como se resume en la siguiente tabla: