從產業鏈的角度來看，氫能源主產業鏈包括上遊氫氣製備、氫氣運輸儲存、中遊氫
燃料電池、下遊氫能源燃料電池應用等多個環節。其中，上遊氫氣製備包括氯鹼工業副產氫、電解水制氫、化工原料制氫(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化資源制氫(石油裂解、水煤氣法等)和新型制氫方法(生物質、光化學等)等多種途徑；氫氣儲存包括氣態儲氫、液態儲氫、固態合金儲氫三種方式，氫氣運輸包括罐車運輸、管道運輸等方法途徑；中遊氫燃料電池涉及質子交換膜、擴散材料、
催化劑等多種零部件和關鍵材料；下遊燃料電池應用包括可攜式應用、固定式應用、交通運輸應用。
總體來看，氫能源產業鏈所涉環節和細分領域眾多，並隨著技術的進步，下遊應用環節不斷得到拓展，產業鏈不斷完善。此外，在所有產業鏈環節中，目前技術難度最大的是制氫與儲氫環節。
天然氣制氫仍是市場主導，電解水制氫技術有望成為主流
從制氫的方式來看，目前，制氫技術主要有傳統能源和生物質的熱化學重整、水的電解和光解。全球96%的氫氣來源於傳統能源的熱化學重整，還有4%來自於電解水，其中，天然氣制氫是現今最主流的形式。但是，由於煤氣化制氫和天然氣重整制氫的CO₂排放量均較高，對環境不友好，即化石燃料製取氫氣不可持續，不能解決能源和環境的根本矛盾。而電解水制氫是可持續和低汙染的，有望成為未來氫氣製取的主流方式，未來發展空間更為廣闊。
事實上，制約電解水制氫技術發展的主要因素在於成本過高。目前，在主流制氫方法中，煤氣化制氫的成本最低，而電解水制氫成本遠高於石化燃料，高達5.2美元/千克。此外，相對於石油售價而言，煤氣化制氫和天然氣重整制氫已經存在一定的利潤空間，而電解水制氫遠未實現盈利，故影響了該技術在市場上的應用推廣。
值得一提的是，隨著電價的下跌，電解水制氫技術有望成為市場主流。具體來看，電解水制氫成本主要來源於固定資產投資、電價、固定生產運維等開支，其中電價佔其總成本的7成以上，是造成電解水成本高的主要原因。近年來，電價成本不斷走低，有助於電解水制氫成本的大幅下降，進而助推電解水制氫技術的推廣普及。
氣態儲氫是市場主流，固態儲氫發展潛力巨大
在儲氫方面，氫氣在常溫常壓下為氣態，密度僅為0.0899kg/m3，是水的萬分之一，因此其高密度儲存一直是一個世界級難題。目前，儲氫方法主要分為低溫液態儲氫、高壓氣態儲氫和儲氫材料儲氫三種，並以氣態儲氫為主。
高壓氣態儲氫成為市場主流主要是因其簡便易行、充放氣速度快、在常溫下就可進行，同時成本較低決定的，但是氣態儲氫普遍存在安全隱患。同時，低溫業態儲氫因技術難度大，氫氣液化成本高，能量損失大，需要極好的絕熱裝置來隔熱等因素，在短期內也難以實現突破發展。而固態儲氫材料儲氫性能卓越，是三種方式中最為理想的儲氫方式，也是儲氫科研領域的前沿方向之一。未來隨著儲氫合金使用便利性提升和成本降低，其有望成為未來主流的儲氫方式。