膜電極組件(MEA)是質子交換膜(PEM)或堿陰離子交換膜(AAEM)、催化劑和平板電極的組裝堆棧，用于燃料電池和電解槽。

PEM夾在兩個電極之間，其中嵌入了催化劑。電極通過PEM彼此電絕緣。這兩個電極分別構成陽極和陰極。PEM通常是含氟聚合物(PFSA)質子可滲透電絕緣體屏障。目前正在開發碳氫化合物變體，預計將取代含氟聚合物。該屏障允許質子通過膜從陽極傳輸到陰極，但迫使電子繞著導電路徑行進到陰極。最常用的NafionPEM是NafionXL、112、115、117和1110。電極被熱壓到PEM上。這些電極常用的材料是碳布或碳纖維紙。NuVant生產一種稱為ELAT的碳布，它可以xxx限度地向PEM輸送氣體，并將水蒸氣從PEM中移走。用貴金屬催化劑嵌入ELAT使這種碳布也可以用作電極。還存在許多其他不同的方法和程序來生產MEA，它們在燃料電池和電解槽之間非常相似。鉑是最常用的催化劑之一，但也使用其他鉑族金屬。如果一氧化碳(CO)是電化學反應的產物，則釕和鉑通常會一起使用，因為CO會毒化PEM并影響燃料電池的效率。由于這些材料和其他類似材料的高成本，正在研究開發使用低成本材料的催化劑，因為高成本仍然是燃料電池技術在經濟上得到廣泛接受的阻礙因素。目前在循環條件下的使用壽命為7,300小時，同時鉑族金屬負載量降至0.2mg/cm2。

目前，大多數制造MEA的公司只專注于大批量生產，例如WLGore&Associates、莊信萬豐、3M、WUTenergy和IonPower。然而，有許多公司生產定制或少量的MEA，也允許評估不同的形狀、催化劑或膜，其中包括FuelCellStore、FuelCellsEtc、HIATgGmbH、IonPower等。