氫氣發生器通常采用2種原理制得氫氣：
一、純水電解制氫
把滿足要求的電解水（電阻率大于1MΩ/cm，電子或分析行業用的去離子水或二次蒸餾水皆可）送入電解槽陽極室，通電后水便立刻在陽極分解：2H2O=4H++ 2O-2，分解成的負氧離子(O-2)，隨即在陽極放出電子，形成氧氣(O2)，從陽極室排出，攜帶部份水進入水槽，水可循環使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質子以水合離子（H+•XH2O)形式在電場力的作用下，通過SPE離子膜，到達陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經干燥器吸濕后，純度便達到99.999%以上。
二、堿液電解制氫
個工作原理是傳統隔膜堿液電解法。電解槽內的導電介質是為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物是為航天電解設備用隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電之后，水分子在電解槽的兩極立刻發生電化學反應，在陽極產生了氧氣，在陰極產生了氫氣。反應式如下： 陽 極： 2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰 極： 2H2O +2e → 2OH- +H2↑ 總反應式： 2H2O → 2 H2↑ +O2↑ 。
氫氣發生器為氣相色譜提供檢測氣和載氣，相比高壓鋼瓶，氫氣發生器是一種安全、方便、經濟有效的替代方法。用發生器代替鋼瓶，沒有搬運鋼瓶帶來的健康與安全問題，并且氫氣發生器根據儀器用氣需求生成氫氣，沒有氫氣鋼瓶存儲過程中造成的泄漏和爆炸的風險。它利用質子交換膜分離技術從去離子水中生成氫氣，并采用變壓吸附和分子篩技術將氣體中的水分降低至痕量級水平，是目前生成氫氣純度較高的氫氣發生器。
