燃料电池的开路电压随温度的升高而降低，但温度升高使浓差过电位和欧姆过电位下降，在同一电流密度下工作电压增加。系统温度提高，尾气热量的可利用性改善。对于PAFC，提高温度的另外一个好处是催化剂抵抗CO中毒的能力提高。燃料电池的运行温度受电池材料的限制。PAFC和MCFC在更高的温度时，腐蚀使其寿命缩短。SOFC受到材料性能的限制更大。PAFC的运行温度在200℃左右，温度更高时腐蚀对寿命的影响显著。同样，MCFC的运行温度约为650℃
SOFC的运行温度最高，因而对材料性能的要求也更高，如物相稳定性、导电稳定性、化学适应性和热膨胀性能等。许多难题在温度降低后会得以缓解。对于当前使用的电极和电解质材料，为了保证足够高的离子导电性能，需要约1000℃的高温。