ダイレクト・メタノール型燃料電池のプロセス
ある特定の化学物質のみを通すことができる高分子電解膜の使用により、熱力学的な電位が生成されます。その膜の一方の面では、メタノールと水が混合されアノード（陽極）を形成し、メタノール分子を水素原子と二酸化炭素に分離します。分離された水素原子はたいていここで電子を失い、電解膜を通って反対側のカソード（陰極）に流れます。ここで、プロトン（電子を失った水素原子）が空気中の酸素に反応して、電子のない水を形成。そしてこの２つの極を導電性のワイヤーでつなぐことにより、アノードで水素原子から離れた電子がカソードの側に流れて、電子が不足した物質と結合します。
熱力学的な観点からいえば、水素原子を離れた電子は「決まった数で」カソードの側に「流れようと」します。この数は開路電圧で計測することが可能です。極度に高くセットされた電気抵抗燃料電池中の開路電圧は電圧計で測ります。熱力学的な都合により、メタノールと酸素による二酸化炭素と水への変化は、全体が均衡になるまで、膜を通してエネルギーを生み出します。構成要素の化学反応が終了すると、エネルギーは出てきません。
電解膜全体を通して、電圧を均衡値以下まで下げることによって、エネルギーが生成されます。具体的には両極をつなぐワイヤーに、電流が通れるほどの弱い抵抗を置くことで可能です。そして燃料電池にかかる電圧の差が大きいほど、生成される電流は多くなります。プロトンの移動のリミットに達すると、それ以上は電気は生成されません。
ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）で起こる反応は基本的にメタノールの直接燃焼の反応と同じものです。
i.e; CH 3 OH + 3/2O 2 CO 2 + 2H 2 O
上の図は、メタノールを燃料とした燃料電池、ＤＭＦＣの働きの原理を表したものです。この電池が電流を提供するときには、メタノールがアノード（陽極）において電気化学的に酸化され、そのときに電子がカソード（陰極）に移動して、酸素と結合します。この回路は電解質内のプロトンの伝導によって保たれます。