結構：通常由基底層和微孔層組成。基底層一般采用多孔的碳紙或碳布，直接與氣流通道接觸，碳纖維平均孔徑約為 10.0μm，孔隙率為 0.7-0.8，為氣液體擴散與導電提供基礎。微孔層含有碳粉和疏水劑，厚度在 10-100μm，用于改善基底孔隙結構、降低接觸電阻等。

材料：基底材料有碳纖維紙、碳纖維編織布、碳纖維非紡材料、碳黑紙等，具有優異的導電性、化學穩定性和熱穩定性。部分氣體擴散層也會使用金屬材料，如網狀金屬鎳。

功能：為燃料氣體和氧氣提供傳輸通道，使其均勻到達催化層，促進電化學反應；有效排出催化層生成的水，防止 “水淹” 現象，保障電極反應連續性和高效性；作為電極的支撐結構，確保電極的穩定性；具有良好的電子導電性，使催化層產生的電子能快速傳導至雙極板；將反應產生的熱量傳導出去，避免局部過熱，保障系統穩定運行。

性能要求：需具備均勻的多孔質結構，以保證透氣性能好；電阻率低，電子傳導能力強；結構緊密、表面平整，減小接觸電阻；有一定機械強度，適當的剛性與柔性；親水 / 憎水平衡適當；具有化學穩定性和熱穩定性；制造成本低，性能 / 價格比高。