Una fuel cell, in estrema sintesi, è un'auto elettrica il cui motore, anziché essere alimentato da una batteria, trae energia dalla cella a combustibile. Questa pila, inventata nel lontano 1839, con le prime applicazioni è separata nei due protoni H+ e in due elettroni; i primi passano attraverso una membrana a scambio protonico e raggiungono il catodo, mentre i secondi passano attraverso un circuito esterno, generando così la corrente continua, che viene poi trasformata in alternata dall'inverter per arrivare al motore elettrico. Una batteria, comunque, c'è anche qui: è di piccole dimensioni, simili a quelle utilizzate sulle full hybrid, e serve per compensare il ritardo di risposta delle celle a combustibile e soddisfare i picchi di richiesta di energia. La seconda generazione della Mirai (la prima risale al 2015) è costruita sulla piattaforma GA-L, più grande della precedente, che ha consentito di distribuire in maniera più efficiente tutte le componenti del sistema e di ottenere un miglior bilanciamento dei pesi, che infatti si attesta su un quasi perfetto 49-51%. Il maggior spazio ha permesso, innanzitutto, d'incamerare più idrogeno: ora i serbatoi sono tre (prima erano due), con il più grande sistemato in senso longitudinale in mezzo ai sedili e gli altri due inseriti fra il divano e il baule; la capacità totale è passata da 4,6 a 5,6 kg. La nuova disposizione ha poi permesso di spostare la cella a combustibile da sotto il pianale al cofano anteriore. E la pila stessa è migliorata da molti punti di vista: maggiore potenza specifica, minor peso e dimensioni più contenute. Come pure la batteria, che non è più al nichel-metallo idruro, ma al litio: la densità di energia ora è superiore e ciò ha permesso di ridurre peso e ingombri.
