膜电极组件（membrane electrode assembly; MEA），理学-化学-物理化学-能源化学-[电池参数]-膜电极组件，燃料电池的质子交换膜、催化剂和电极三者有机的组合体。质子交换膜夹在两电极之间，催化剂嵌入在它们之间，膜电极分为阳极和阴极。通过膜电极组件将质子从阳极向阴极输运，电子则通过外回路来到阴极与氧气和从阳极经过交换膜到达阴极的质子反应生成水。可直接将催化层制备到膜上形成催化剂覆盖膜（catalyst coated membrane; CCM），再与碳纸组合制成膜电极组件，又可以先制备到气体扩散层上，形成气体扩散电极（gas diffusion electrode; GDE），再与膜热压制成膜电极组件。前一种制备膜电极组件的方法叫作催化剂覆盖膜法，后一种方法叫作气体扩散电极法。此外，还可先将催化层制作在其他基底上，然后转印到质子交换膜的两面，再与碳纸组合。这种制作膜电极组件的方法叫作转印法（decal transfer method）。膜电极是通过将电极热压在质子交换膜上制成的。常用的电极材料，包括碳纤维、东丽（Toray）碳纤维纸。