Применение водородного топлива на железнодорожном транспорте способствует улучшению экологической обстановки (особенно это касается так называемого «зеленого» водорода, полученного в результате электролиза с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии), снижению уровня шума по сравнению с тепловозами и дизель-поездами, повышению надежности и КПД по сравнению с локомотивами, оснащенными двигателями внутреннего сгорания. Однако водородное топливо стоит дорого, что определяет общую высокую стоимость эксплуатации такого вида транспорта (примерно на 60% выше, чем подвижного состава с дизелем и электропередачей), также следует отметить сложную конструкцию, дороговизну водородных резервуаров и потенциальную опасность взрыва и пожара при авариях и крушениях. Хранение же водорода в виде металлогидридных соединений сопряжено с рядом технологических сложностей. Водородному транспорту свойственен меньший запас хода по сравнению с дизель-поездами и существенно меньшее время работы маневрового тепловоза. Высокая стоимость топливных элементов вынуждает делать подвижной состав гибридным с аккумуляторной батареей.При использовании сжатого водорода при гибридной схеме локомотив может использоваться только в качестве маневрового. Из-за малой массы силовой установки может потребоваться установка балласта даже при наличии аккумуляторных батарей для обеспечения реализации силы тяги по сцеплению колес с рельсами.