Die Festoxidzelle besteht aus einem Festelektrolyten und Elektroden. Zu den weit verbreiteten Oxidionenelektrolytmaterialien gehören mit Yttriumoxid dotiertes Zirkoniumdioxid (YSZ), mit Samaria oder Gadoliniumdioxid dotiertes Ceroxid (SDC oder GDC) und LSGM. Je nach Elektrolyttyp ist eine Arbeitstemperatur im Bereich von 600-850°C erforderlich, um eine ausreichende Ionenleitfähigkeit für die elektrochemischen Reaktionen in den Zellen zu gewährleisten.

Im Brennstoffzellenbetrieb können Wasserstoff oder kohlenwasserstoffhaltige Brennstoffe (wie Erdgas, Biomethan, Kohlenmonoxid etc.) elektrochemisch in Wasser oder Kohlendioxid umgewandelt werden, wobei gleichzeitig Strom und Wärme entstehen. Da in der Brennstoffzelle keine Verbrennung des Brennstoffs stattfindet und alle Komponenten der Brennstoffzelle in der Regel auf gleicher Temperatur arbeiten, ist der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle nicht durch den Carnot-Wirkungsgrad begrenzt.

Bei SOFC-Systemen liegt der Wirkungsgrad für Stromerzeugung und für Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bei über 60 % bzw. 90 %. Obwohl Brennstoffzellen mit großen Abmessungen hergestellt werden können, liegt die gängigste Größe einer einzelnen Zelle zwischen 100 cm² und 200 cm². Je nach Größe und Betriebsbedingungen hat jede einzelne Zelle eine elektrische Leistung von 30 bis 100 W. Daher müssen mehrere Zellen in Stacks verbunden werden, um den gewünschten Leistungsbereich zu erreichen.

Der Standard-SOFC-Stack von VERMES SOC Technology hat eine Nennleistung von 1,5 kW bei einer Temperatur von 700°C und 750°C.