相比水氫汽車，目前國際上更主流的氫能源汽車是采用燃料電池技術，隨車裝有高壓儲氣罐，需要到加氫站加氫氣。但因為種種原因，這些氫能源車的推廣之路并不順暢。

據日本2018年住友售車報告顯示，Mirai從2014年12月上市以來至2018年10月，在日本國內共計銷售2400輛，在海外(主要是美國)銷售了3800輛。日本研發氫能源汽車的還有本田技研工業公司，該公司2016年3月推出的ClarityFuelCell全新燃料電池車面向日本政府和企業銷售，累計在日本國內銷售200輛，海外銷售1100輛。此外豐田還接受日本政府委托，為2020年東京奧運會開發了一款名為SORA的氫能源大巴車和另一款名為Fine-comfortRide的乘用車。這兩款車目前在日本還沒有面向其他企業或者消費者出售。

業內專家認為，當前阻礙氫能源汽車推廣的問題主要集中在三方面：成本、基礎配套設施和技術成熟度。據介紹，在使用成本上，目前氫能源汽車相比燃油車并沒有明顯優勢，而售價卻相當高。例如Mirai售價大約在730萬日元(約合46萬元人民幣)左右，在日本也屬于比較昂貴的汽車
。ClarityFuelCell的售價也相差無幾。北汽集團總經理張夕勇表示，目前從材料購置成本和使用成本來看，氫燃料電池汽車都高于純電動汽車，更無法和傳統燃油汽車競爭。

而氫能源車的相關基礎配套設施差距更大。氫氣存儲相關技術和安全性指標高，導致加氫站的建設成本昂貴，直接困擾全球氫能源車的發展。2018年的數據顯示，全球建成的加氫站僅300多座，其中大部分加氫站都集中在日韓、歐洲和北美地區，我國目前投入運營的加氫站僅為13座。

此外，氫能源車的技術也還有待完善。除了車載高壓儲氣罐存在可能泄漏或爆炸的風險外，當前氫燃料電池車使用比黃金更貴的鉑作為催化劑，鉑還很容易因為混在氫氣中的雜質而中毒失效。因此氫燃料電池車對氫氣的純度要求非常高，通常無法使用成本較低的化石燃料制氫或工業副產物制氫，只能靠成本最高的水電解制氫法。