Топливный элемент (англ. fuel cell) - это электрохимическое устройство, химический источник тока, преобразующий химическую энергию топлива в электрическую энергию прямым методом. Электродвижущая сила вырабатывается в топливном элементе в результате электрохимических процессов из постоянно поступающих активных веществ.

Наиболее совершенными промышленно выпускаемыми источниками тока являются низкотемпературные топливные элементы с рабочей температурой ниже 200 °C. В качестве топлива в них используются водород, жидкие углеводороды и другие виды топлива, в качестве катализатора, обычно, платина.

КПД выпускаемых топливных элементов достигает 60 %, как и у наиболее совершенных электростанций с парогазовой установкой. В гибридных установках, где топливные элементы используются совместно с паросиловыми машинами, КПД может достигать 75 %.

Топливные элементы имеют высокий уровень экологической безопасности, в них могут использоваться возобновляемые виды топлива.