Zastosowany elektrolit oraz jego jakość jest czynnikiem znacznie wpływającym na sprawność działania, koszt wytworzenia, a przede wszystkim stabilną i trwałą pracę ogniwa paliwowego . Spełnia on w ogniwie kilka zadań, do najważniejszych z nich należą:

• Oddzielenie od siebie paliwa i utleniacza, zapobiegając tym samym bezpośredniej reakcji chemicznej między nimi,
• Współuczestniczenie w reakcji elektrodowej (na anodzie wraz z rozpuszczonym w nim paliwem zaś na katodzie z utleniaczem),
• Przenoszenie jonu wytworzonego w trakcie reakcji na jednej z elektrod do drugiej elektrody, gdzie jon ten bierze również udział w reakcji elektrochemicznej.

Elektrolit powinien się charakteryzować:

• Jak największą przewodnością jonową, stanowiąc jednocześnie blokadę dla elektronów,
• Ograniczoną przepuszczalnością gazów reakcyjnych,
• Odpornością na skoki temperaturowe w przypadku ogniw pracujących w wysokich temperaturach,
• Stabilnością termodynamiczną w określonych dla danego ogniwa warunkach pracy.

Elektrolit w zależności od rodzaju ogniwa może występować w postaci stałej (membrana jonowymienna - PEMFC, DMFC; spiek ceramiczny - SOFC) bądź ciekłej (wodny roztwór KOH/NaOH - PAFC, stopione węglany - MCFC).