PEM-brenselceller har noen fordeler i forhold til andre typer brenselceller som fast oksid brenselceller (SOFC). PEMFC-er fungerer ved en lavere temperatur, er lettere og mer kompakte, noe som gjør dem ideelle for applikasjoner som biler. Noen ulemper er imidlertid: driftstemperaturen ~ 80 °C er for lav for kraftvarmeproduksjon som i SOFC, og at elektrolytten for PEMFC-er må være vannmettet. Imidlertid fungerer noen drivstoffcellebiler, inkludert Toyota Mirai, uten luftfukter, avhengig av rask vannproduksjon og den høye hastigheten av tilbakespredning gjennom tynne membraner for å opprettholde hydrering av membranen, samt ionomeren i katalysatorlagene.