Một nhà máy sản xuất hydro xanh là một cơ sở được thiết kế để sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân nước, sử dụng điện hoàn toàn từ nguồn năng lượng tái tạo. Các nhà máy này thường tích hợp một số thành phần chính sau: các thiết bị phát điện từ năng lượng tái tạo (tấm pin mặt trời, tuabin gió hoặc hệ thống thủy điện) để cung cấp nguồn điện cần thiết; thiết bị điện phân (như loại PEM, kiềm hoặc AEM) để phân tách nước thành hydro và oxy; hệ thống lưu trữ (bồn chứa hydrua kim loại, bồn chứa khí áp suất cao hoặc bồn chứa cryogenic chứa hydro dạng lỏng) để bảo quản hydro đã sản xuất; và thường có cả các hệ thống phụ trợ để nén, làm sạch và phân phối hydro. Quy trình hoạt động bắt đầu với việc phát điện từ nguồn năng lượng tái tạo, cấp điện cho các thiết bị điện phân. Hydro sản xuất ra sau đó được xử lý, lưu trữ và hoặc sử dụng tại chỗ (ví dụ cho các ứng dụng công nghiệp hoặc sản xuất điện bằng pin nhiên liệu) hoặc vận chuyển đến người dùng cuối. Các nhà máy hydro xanh khác nhau về quy mô, từ các đơn vị nhỏ, mô-đun dùng cho sử dụng phân tán (ví dụ tại hộ gia đình hoặc thương mại) đến các cơ sở công nghiệp lớn, tất cả đều nhằm mục tiêu sản xuất hydro không phát thải carbon để hỗ trợ quá trình khử carbon trong các lĩnh vực năng lượng, giao thông vận tải và công nghiệp.