甲醇制氫主要通過甲醇水蒸氣重整、甲醇部分氧化以及甲醇裂解等化學反應實現，這些反應在特定的條件下進行，各有其特的反應機理和特點。甲醇水蒸氣重整制氫是目前應用較為廣泛的一種方法，其反應方程式為：(CH_{3}OH + H_{2}O rightleftharpoons 3H_{2} + CO_{2})，(Delta H^{0}= + 131kJ/mol) ，這是一個吸熱反應 ，需要外界提供熱量來推動反應的進行。

因此需要選擇合適的催化劑和優化反應條件來抑制副反應的發生。甲醇裂解制氫的反應方程式為CH_{3}OHrightleftharpoons CO + 2H_{2})，Delta H^{0}= + 90.7kJ/mol)，同樣是吸熱反應。在高溫和催化劑的作用下，甲醇分子中的化學鍵斷裂，分解為一氧化碳和氫氣。

該反應相對簡單，但由于產物中一氧化碳含量較高，而一氧化碳會對后續的氫氣應用，如燃料電池的使用產生不利影響，因此通常需要對產物進行進一步的處理，如通過一氧化碳變換反應將一氧化碳轉化為二氧化碳和氫氣，以提高氫氣的純度和質量 。