전해질 막, 촉매 층, 전극의 집합체인 MEA는 연료전지의 성능을 좌우한다. MEA의 가장 중요한 기술적 지표는 단위면적당 출력성능 및 내구성이다. 고성능 장수명 MEA를 제조하기 위해서는 전해질막과 전극촉매로부터 MEA를 제조하는 최적의 제조공정 확립이 중요하며 전해질막과 전극촉매 자체의 성능 및 고분자 전해질과 전극과의 접착기술 또한 중요한 성능의 요인이다. 그 외 중요한 문제점 중의 하나는 전극촉매와 전해질막과의 계면저항이다. 지금까지는 전해질막과 전극촉매를 각각 제작해 접착을 하는 방식을 취하고 있기 때문에 계면의 저항이 매우 높다. 최근 전해질막과 전극촉매를 접착하지 않는 새로운 방법이 모색되고 있어 앞으로 뛰어난 성능의 MEA가 제조될 것으로 기대된다. PEMFC용 MEA의 기술적 목표는 성능은 1W/㎠, 내구성은 10,000 시간이다.