雖然石油短時間內沒有消耗殆盡的問題，但替代能源議題仍舊是各大品牌，為求品牌永續一大課題；而在替代能源市場上的數種發展中，又以氫燃料電池最被看好能成為未來代表，原因在於氫燃料的取得相對容易，而且因為氫氧作用下，排放物質只有純水，是相當環保的重要替代能源。在 2014 年年底，伴隨日本政府積極推展氫燃料電池發展的運作下，日系車廠陸續發表了品牌氫燃料電池的發展計畫，而 Toyota 則率先發表 Mirai，並隨即於 2015 年發表上市。

氫燃料電池車款的工作原理，其實與一般電動車款相同，主要差異僅在於電池運作原理不同；燃料電池乃是利用觸媒中介，讓燃料與空氣中的氧結合，將化學能轉換為電能，再用以驅動馬達。由於氫與氧的結合僅會產生水氣，因此氫燃料電池的排放汙染幾乎為零，此外，原料 (也就是高壓氫) 的補充，與現行一般車款油料填充方式相近，不需要等待數小時的時間，這些都是氫燃料電池的優勢所在。

Toyota 首輛量產作品的 Mirai，動力系統配置了氫燃料電池組 (fuel-cell stack) 以及一組電動馬達 (electric motor)，並按照原廠稱之為燃料電池系統 (Toyota Fuel-Cell System，簡稱 TFCS) 的方式運行。系統的運作方式，是由燃料電池持續放電提供電力，讓電動馬達組能夠帶動車輛前進，而其實這套 TFCS 系統，和 Toyota 另一套 Hybrid Synergy Drive (HSD) 系統的運作方式相當接近；在 HSD 系統底下，車輛是靠著汽油引擎產生電力，用以驅使電動馬達帶領車輛前進，換到 Mirai 身上時，只是將汽油引擎的所扮演的發電角色，換成氫燃料電池罷了。

充滿燃料的 Mirai，擁有近似於傳統汽油車款的巡航里程，達到約 500 公里之譜；而即便燃料用光了，將燃料回填補滿的時間也僅需約 3 分鐘，和傳統汽油車的加油時間更是幾近相同。Toyota 並提到，Mirai 能夠擁有如此出色表現，在於原廠替其開發了更多新的車體工程技術，讓許多機構、零部件的尺寸進一步縮小，甚至可以完全移除該元件，不僅減低了造車成本，車輛減輕後的性能與續航能力，也能夠再增加。

而關於氫氣儲存方式，Toyota 也在這方面下了許多功夫；原廠使用高達 700 MegaPascals (相當於 700bar 或是 10,000psi) 的壓力，將氫氣壓縮至車輛內的 2 具「油箱」之中，讓單位能量密度擁有十分亮眼的表現，同時因為體積大幅減少，在運送過程時也能更加便利。

最重要的，由於氫燃料電池僅是藉由氫氣與氧氣產生化學反應提供電力，所以在 Mirai 整體行駛過程中，排放出來的只有水 (蒸氣) 而已，完全沒有二氧化碳，對環境可說是絕對的友善。