Im Unterschied zu Niedertemperatur-Brennstoffzellen arbeiten Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Arbeitstemperaturen von 600 °C bis 1.000 °C.
Hochtemperatur-Brennstoffzellen eignen sich für den stationären Einsatz in Gebäuden. Da sie elektrische und thermische Energie erzeugen, kann die Abwärme für Heizungszwecke oder für Kraft-Wärme- Kopplung genutzt werden. Hochtemperatur-Brennstoffzellen haben einen Katalysator aus einfachem Metall und können auch mit Erdgas betrieben werden. Sie sind daher kostengünstiger und haben eine bessere Energienutzung. Ihr Wirkungsgrad liegt über 60 % und damit weit über dem von Niedertemperatur-Brennstoffzellen, der bei etwa 50 % liegt.
Zu den Hochtemperatur-Brennstoffzellen gehört die Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle ( MCFC), die Festoxid-Brennstoffzelle ( SOFC) und die Festoxid-Brennstoffzelle.