물과 혼합된 메탄올 액체를 연료로 사용하는 직접메탄올 연료전지는 에너지 밀도가 기체연료에 비해 낮으나 연료의 취급이 용이하고 연료저장을 위한 장치가 필요 없으며, 운전온도가 낮기 때문에 초소형화가 가능하다.
DMFC는 연료극(Anode)에서 메탄올과 물이 반응해 수소이온과 전자 그리고 이산화탄소로 직접 전환되는데, 수소를 사용하는 다른 연료전지에 비해 낮은 효율과 전력밀도를 보이지만 전체 시스템을 고려할 때는 그 차이가 크지 않다. 메탄올을 원료로 사용하는 DMFC에서는 메탄올의 크로스오버(Cross-Over, 연료극에서 미반응한 메탄올 연료가 질해질막을 투과하는 현상)를 막는 전해질 막의 개발이 주요 선결과제이다.