氢储能的基本原理是将水电解得到氢气和氧气，譬如，以风电为例，当风电充足却无法上网时，可利用风电将水电解制成氢气，将氢气储存起来；当需要电能时,将储存的氢气通过不同方式内燃机等转换为电能输送上网，此外，也可以用于氢燃料电池汽车及化工，中国科学院院士欧阳明高表示，氢能是集中式可再生能源大规模长周期储能的最佳途径。
氢气可以用于发动机，但是需要适配专门的氢燃料系统。由于氢气的燃烧温度高、易挥发等特点，需要进行精细化的燃烧控制，增加节能环保性能和运行安全性。
目前市售的氢燃料汽车主要采用燃料电池技术，可以将氢气通过电化学反应产生电能驱动电动机驱动车辆。相比于传统的内燃机汽车，氢燃料汽车的优点在于零排放、噪音小、续航能力强等。但由于氢气的制备成本和安全保障等问题，氢燃料汽车的大规模推广和应用仍面临一定的挑战。