依赖在催化剂层产生甲醇的氧化，以形成二氧化碳。水在阳极上被消耗，并且水在阴极上被产生。 质子（H +）被输送穿过质子交换膜到达阴极，在那里它们与氧气反应产生水。质子交换膜通常用来制造。电子通过外部电路从阳极被输送到阴极，从而提供电力到连接的设备上。半反应是：甲醇和水被吸附在通常是由铂和钌的颗粒催化剂上，并使它们失去质子，直至二氧化碳形成。当水在阳极上反应被消耗后，在不提供水的情况下纯甲醇无法被使用。水的提供是通过或者是被动运输例如反向扩散作用（渗透），或者是主动运输例如泵送。对水的需求限制了燃料的能