今天我们来看一下直接甲醇燃料电池的工作原理。在碱性和酸性的条件下，它的工作原理并不是完全相同的。
所谓直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而不需要预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。
碱性条件
总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
正极：3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–
负极：2CH4O - 12e– + 12OH~ → 2CO2 + 10H2O
酸性条件
总反应同上
正极：3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O
负极：2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2
直接甲醇燃料电池的期望工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池温度略高，其效率大约是40%左右。
其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。不过，这种增加的成本可以因方便地使用液体燃料和勿需进行重整便能工作而相形见绌。直接甲醇燃料电池使用的技术仍处于其发展的早期，但已成功地显示出可以用作移动电话和膝上型电脑的电源，将来还具有为指定的终端用户使用的潜力。