在燃料电池系统中，水常被加入或排除来促使或抑制某个化学反应的发生。过量的水可以提高蒸汽重整和水汽置换反应的转换率，但水量太大需要更大的设备，甚至降低产率和电池性能。
在天然气燃料PAFC中.为了增加氢气的分压，需将燃料气流中的水冷凝排出。在煤气燃料MCFC中，燃料在进入电池堆前需要加湿，以防止碳化反应的发生。但加湿会使电池堆产生电压降，燃料中水分每增加一个百分点，电压就下降约2mV。用于灼热气体净化的锌铁尖晶石对于碳化反应也有催化作用，因而需要增加湿度。
水管理对于保持PEMFC的正常运行是很重要的。水分过多，电解质和电极的空隙将被水充满.阻止反应气体的扩散过程;水分不足，质子交换膜将脱水，离子导电性降低。两种情况都严重影响PEMFC的性能。应综合考虑水的产生、蒸发、反应气体的湿度要求等因素，以期达到系统水的平衡。反应气体的湿度也是很重要的。湿度太大还将稀释反应气体，产生电压降。湿度的控制是一个复杂的过程，与电池温度、压力、进料流量和电流密度有关。