תחנות תדלוק מימן מחולקות בעיקר לתחנות תדלוק מימן באספקה חיצונית ותחנות תדלוק מימן מתוצרת פנימית, על בסיס שיטות אספקת המימן שלהן. תחנות תדלוק מימן עם אספקה חיצונית מקבלות מימן מבסיסי ייצור מימן חיצוניים באמצעות נגררים ארוכים-לצינורות, מכליות מימן נוזלי או צינורות. תחנות תדלוק מימן מתוצרת פנימית משתמשות בטכנולוגיות ייצור מימן מבוזרות, כולל רפורמה בגז טבעי, אלקטרוליזה של מים והפקת מתנול-ל-מימן. תחנות ייצור ותדלוק מימן משולבות מפחיתות קישורי אחסון ותחבורה ביניים של מימן, ומוזילות עלויות.
תחנות תדלוק מימן מציעות בעיקר לחצי תדלוק של 35MPa ו-70MPa כדי לענות על הצרכים של סוגים שונים של רכבי תאי דלק מימן. 70תדלוק MPa דורש מימן-מקורר מראש ל-40 מעלות. טכנולוגיית בקרת תדלוק מימן מהיר של 35MPa של ארצי המבוססת על גלילי אחסון מימן מסוג III מתוצרת מקומית הגיעה לרמה בינלאומית מתקדמת, אך מכונות תדלוק של 70MPa עדיין בשלב אב-טיפוס, ומדחסי 90MPa נמצאים בפיתוח טכני.
מימן נוטה לדליפה, דליקות ונפיצות; לכן, תכנון תחנת תדלוק מימן חייב לעמוד בתקנות מחמירות. מערכת התהליך חייבת להיות מצוידת במערכת -כיבוי חירום, התקני אזעקה לזיהוי דליפות, והתקני כיבוי-מעל הגבלה. אזעקה צריכה להישמע כאשר תכולת המימן באוויר מגיעה ל-0.4%, מערכת פליטת חירום צריכה להיות נעולה כדי להפעיל כאשר היא מגיעה ל-1%, ומערכת כיבוי החירום צריכה להיות מופעלת כאשר היא מגיעה ל-1.6%. המדחס הוא אחד מסיכוני הבטיחות המרכזיים, שכן הוא נוטה לדליפה עקב כשל באטימה. חדרים עם סכנת פיצוץ חייבים להיות מצוידים במתקני שחרור לחץ ואוורור חירום.
