本发明公开了一种密闭空间燃料电池发电系统，包括密封舱、供氢装置、空气压缩机、燃料电池电堆、尾气复合装置、冷凝器、气水分离器、收集水箱、消氢装置、氧气浓度监控探头、供氧装置等；该发电系统通过控制纯氧在密封舱内的按需释放，保证密封舱内空气中氧气浓度稳定在设定范围，为常规氢空燃料电池长时间稳定运行创造了条件，创新性地解决了密闭空间的电能供应问题。与传统方案采用氢氧燃料电池不同，本发明具有技术成熟度高、循环使用寿命长、水管理难度小、系统成本低等优点，在航空航天、深海装备、深地装备、军事洞库等密闭空间领域具有广阔的应用前景和重大的应用价值。