直接甲醇燃料電池反應過程
利用電解聚合膜只允許特定化學物質通過的特性，產生了熱力學電勢。膜的一側是正極充滿了甲醇和水可以將甲醇分解為氫原子和二氧化碳。分离后的氫原子，被剝奪了電子可以通過膜到達膜的另一側。陰極催化劑，質子（缺少一個電荷的氫原子）和空气中的氧气反應形成了缺少一個電子的水。通過連接漾極陰極在陽極上氫原子上脫离的電子可以移動到陰極上与缺少電子的物質結合。
從熱力學角度看，電子狴纗珃移動到陰極達到特定的珔q荂A可以用開放電路電壓測得。將伏特表連接到電池以及高電阻測量開放電路的電壓。熱力學反應趨向于甲醇和氧气反應得到二氧化碳和水，在膜之間產生了一個能量差直到系統達到平衡。一旦這個達到平衡，所有物質停止反應，不再產生能量。
降低膜之間的電壓使之低于平衡值,可以產生有效的能量。這個過程可以通過在連接兩極的導線之間放置一個電阻產生一個足夠低的電流可以通過導線。通過這個方法在燃料電池加越小的電壓差可以產生更多的電流直到質子傳導速度達到極限后，就不再產生能量。
在DMFC中總的化學反應和直接燃燒甲醇是相同的。
例如： CH 3 OH + 3/2O 2 CO 2 + 2H 2 O
以上示意圖為一個直接甲醇燃料電池(DMFC)說明了燃料電池利用甲醇等作為燃料工作原理。當提供電流時，甲醇在陽極發生電化學反應被氧化，在陽極，電催化產生電子通過外部電路到達陰極電催化劑，電子在一個還原反應中被消耗。電路通過電極間的質子傳導維持在電池中。