目前，我国氢燃料电池车产业链仍有很多技术难题需要攻克。比如，尽管我国的氢燃料电池技术取得了重大突破，个别关键材料的性能指标达到国际先进水平，但总体与国外先进水平仍存一定差距，如碳纸、密封剂等，目前主要以进口为主，不仅价格昂贵，而且垄断性极强。同时，我国燃料电池的功率密度、低温冷启动、寿命、成本等都与国外有差距。以氢燃料电池辅助系统为例，目前国内在这一领域几乎空白，仅有压缩机一项能够在国内找到生产商，其余的均处于研究阶段或需要进口。
千讯咨询发布的《中国车市场前景调查分析报告》显示，加氢站建设滞后也一直影响着氢燃料电池车的推广应用。据了解，加氢站建设最大的问题是建设成本高，主要来源于土地成本及相关核心零部件的成本。公开资料显示，现阶段日加氢能力200公斤的加氢站建设成本约为1000万~1500万元，大幅度降低成本成为加氢站推广面临的首要难题。
由于加氢站数量不足以及技术不够完善，国内出现了一些伪“氢燃料电池车”。据了解，在加氢站不足的地方，很多氢燃料电池车只能充电使用，比如西安新青年。目前，国内生产的氢燃料电池车多使用氢气为主，动力电池作为辅助使用。一般动力电池续驶里程在50~80公里左右，多为应急时使用。不过，并不排除在没有建成加氢站的地方，氢燃料电池车以充电为主来使用。
相比之下，国外一些企业已将氢燃料电池车市场化。2014年，丰田就在日本率先发布了第一代氢燃料电池车Mirai。据悉，Mirai续航里程可达500公里，补充氢燃料仅需约3分钟，几乎可以媲美燃油车。目前，丰田已将Mirai推向北美、欧洲等市场。丰田Mirai的工作原理是将氧气（空气）通过汽车前方的空气压缩机以及高压储氢罐中的氢气输送到燃料电池堆中，氢气和氧气在燃料电池堆中反应后产生电和水。最终，产生的电提供给电机驱动车辆行驶，反应产生的水排出车外。整个过程利用电解水的逆反应，全程无需充电。