Die wesentlichen Verfahren zur Wasserstofferzeugung sind

1. Die thermochemische Konversion kohlenstoffhaltiger Energiequellen (in der Regel Fossile Energieträger) bei Temperaturen von 300 °C bis 1000 °C. Das älteste Verfahren dieser Art ist die Dampfreformierung mit einem Marktanteil von etwa 90 %. Mit diesem Verfahren wurde früher aus Kohle und Wasserdampf das Stadtgas (Synthesegas) hergestellt, das ca. 60 % Wasserstoff enthielt. Durch weitere Prozessschritte kann nahezu der gesamte Energieinhalt der Energiequelle an Wasserstoff gebunden werden. Der Nachteil ist die Entstehung des Klimagases CO₂. Es gibt auch Versuche, Wasserstoff auf diesem Weg aus Biomasse herzustellen.
2. Wasserstoff fällt als Nebenprodukt bei einer Reihe chemischer Prozesse (z. B. Chlor-Alkali-Elektrolyse) an.
3. Vergleichsweise selten wird Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, da der Wirkungsgrad bei nur 50 % liegt und elektrische Energie deutlich teurer als fossile Energieträger ist.
4. Versuche, Wasserstoff in einem Wasserstoffbioreaktor mit Algen über eine Variante der Photosynthese herzustellen, führten bislang nicht zu befriedigenden Ausbeuten.

Ein Problem bei der Verwendung von Wasserstoff für den Antrieb von Fahrzeugen stellt die Wasserstoffspeicherung dar. Zurzeit sind zwei Systeme technisch verfügbar: Die Speicherung von flüssigem Wasserstoff bei tiefen Temperaturen um 20 Kelvin oder die Speicherung von gasförmigem Wasserstoff unter hohem Druck. Beide Konzepte befinden sich in der Erprobung in Fahrzeugen. Konzepte, die noch einen höheren Entwicklungsbedarf haben, sind die Speicherung in Metallhydrid-Speichern oder in Nanoröhren.