Groene waterstof is geproduceerd met het gebruik van uitsluitend duurzame grondstoffen en energiebronnen. Hoewel bij het opwekken van energie met waterstof geen schadelijke uitstoot vrijkomt, is de productie van waterstof in de meeste gevallen wel vervuilend. Door ook het productieproces volledig duurzaam te maken, wordt waterstof een volledig groene grondstof en energiedrager.

Groene bronnen van waterstof zijn water en biomassa. Pas als de waterstof uit deze bronnen wordt gewonnen met het gebruik van uitsluitend duurzaam opgewekte energie, verkrijgt men groene waterstof. Bij de winning uit water past men elektrolyse toe, een scheikundige methode waarbij middels een elektrische spanning waterstof en zuurstof van elkaar worden gescheiden. De energie-efficiƫntie van deze methode is relatief laag; er wordt veel minder energie in de vorm van waterstof gewonnen dan er nodig is voor de elektrolyse. Groene waterstof uit elektrolyse is om die reden alleen interessant om in te zetten bij overschotten aan bijvoorbeeld wind- en zonne-energie.

Ook uit biomassa kan groene waterstof worden verkregen. De hoeveelheid waterstof verschilt per type biomassa. Hiervoor worden bacteriƫn (biochemisch) of diverse vergassings- en scheidingstechnieken gebruikt. Bijzonder aan het gebruik van biomassa voor waterstofproductie is dat er negatieve emissies gerealiseerd kunnen worden bij afvang van vrijkomende CO2, zodat het potentieel de meest duurzame methode voor waterstofproductie is.