با توجه به اینکه °E هیدروژن از اکسیژن کمتر است، پس تمایل هیدروژن به از دست دادن الکترون، بیشتر از اکسیژن بوده و هیدروژن اکسایش مییابد، طبق واکنش زیر:
2H2(g)→2H+(aq)+2e–
و اکسیژن که °E بیشتری نسبت به هیدروژن دارد، کاهش یافته و الکترون هیدروژن را میگیرد، مطابق واکنش زیر:
O2(g)+2H+(aq) +2e–→2H2O(l)
در نتیجه با توجه به نیم واکنش اکسایش و کاهش، واکنش کلی سلول سوختی هیدروژن-اکسیژن به صورت زیر خواهد بود:
البته بخاطر خطرناک بودن (انفجارپذیر بودن) گاز هیدروژن، اخیرا به جای هیدروژن از گاز متان (CH4) و در سلولهای سوختی با واکنش کلی زیر استفاده میشود:
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)