Ein Wasserstofffahrzeug ist ein Automobil, Lastwagen, Flugzeug, Wasserfahrzeug oder ein anderes kraftstoffbetriebenes Transportmittel, bei dem Wasserstoff als Kraftstoff dient. Dies wurde entweder durch die Verbrennung von Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor oder die Umwandlung der chemischen Energie des Wasserstoffs in mechanische Energie über eine Brennstoffzelle erreicht. In beiden Fällen erzeugt ein Wasserstofffahrzeug keine Kohlendioxid- oder Treibhausgasemissionen. Da Wasserstoff typischerweise aus Erdgas oder anderen fossilen Brennstoffen hergestellt wird, gilt ein Wasserstofffahrzeug jedoch nicht als wirklich emissionsfreies Verkehrsmittel. Die Herausforderungen, die mit der Herstellung eines praktischen, erschwinglichen Wasserstofffahrzeugs verbunden sind, haben sich bisher als unüberwindbar erwiesen, ebenso wie die sichere, wirtschaftliche und mengenmäßige Herstellung und Speicherung von Wasserstoff, um als Massenmarktalternative zu aus Öl gewonnenen Kraftstoffen angesehen zu werden.
Die Entwicklung eines Wasserstofffahrzeugs hat das Interesse der US-Regierung, der großen Autokonzerne, einer Vielzahl anderer Unternehmen des Privatsektors sowie akademischer Forscher und Amateurenthusiasten geweckt. Wasserstoffautos, Lastwagen, Busse, Boote verschiedener Größen, Flugzeuge und U-Boote wurden entwickelt und getestet. Alle waren Versuchs- oder Vorführmodelle, jedoch, wenn der Öffentlichkeit zugänglich, in sehr begrenzter Stückzahl als Vorführfahrzeuge.
Bis heute gibt es keine Wasserstofffahrzeuge im Serienmaßstab auf dem Markt. Das Interesse und die Investitionen in die Entwicklung eines Wasserstofffahrzeugs begannen nach der Finanzkrise und der Wirtschaftsrezession von 2008 zu schwinden, zusammen mit einer Verlagerung des öffentlichen und privaten Interesses und der Finanzierung zugunsten von Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen. Die hohen Entwicklungskosten veranlassten Ford Motor und Renault-Nissan, ihre jeweiligen Entwicklungsinitiativen im Jahr 2009 einzuschränken und General Motors deutlich zu reduzieren.
Wasserstoff-Testfahrzeuge haben hervorragende Ergebnisse in Bezug auf die Kraftstoffeffizienz erzielt; Wasserstoff selbst hat eine viel höhere Energie pro Masseneinheit als Benzin und andere Kraftstoffe. Es ist viel weniger dicht als andere Kraftstoffe, das Nettoergebnis ist jedoch, dass eine Gallone Benzin mehr als das 3.5-fache der Energie einer Gallone unkomprimierten Wasserstoffs enthält. Es ist auch schwierig, relativ kostspielig und potentiell gefährlich zu lagern, insbesondere in Fahrzeugen an Bord. Um die Produktion von Wasserstoffkraftstoff und Wasserstofffahrzeugen auf ein Niveau zu bringen, das als alternatives Transportmittel für den Massenmarkt angesehen werden könnte, wäre außerdem der Aufbau eines landesweiten Tankstellennetzes erforderlich.
Wasserstoff wird technisch gesehen als Brennstoffträger im Gegensatz zu einer Brennstoffquelle angesehen, da er nicht natürlich vorkommt und seine Herstellung den Verbrauch primärer Brennstoffquellen erfordert. Im Allgemeinen wurde und wird Wasserstoff aus Erdgas oder anderen fossilen Brennstoffen hergestellt, Verfahren, die Kohlendioxid und andere Treibhausgasemissionen erzeugen. Projekte zur Herstellung eines wirklich emissionsfreien Wasserstofffahrzeugs durch die Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung erneuerbarer Wind- und Solaranlagen wurden und werden jedoch weiterhin durchgeführt.