Este gas es inflamable, incoloro, inodoro, no metálico e insoluble en agua.

[2]​ Debido a sus distintas y variadas propiedades, el hidrógeno no se puede encuadrar claramente en ningún grupo de la tabla periódica, aunque muchas veces se sitúa en el grupo 1 (o familia 1A) por poseer un solo electrón en la capa de valencia o capa superior.

En los compuestos iónicos, puede tener una carga positiva (convirtiéndose en un catión llamado hidrón, H+, compuesto únicamente por un protón, a veces en presencia de 1 o 2 neutrones); o carga negativa (convirtiéndose en un anión conocido como hidruro, H-).

Tiene un papel particularmente importante en la química ácido-base, en la que muchas reacciones implican el intercambio de protones (iones hidrógeno, H+) entre moléculas solubles.

Los químicos tienden a referirse a esta molécula como dihidrógeno,[12]​ molécula de hidrógeno, o hidrógeno diatómico, para distinguirla del átomo del elemento, que no existe de forma aislada en las condiciones ordinarias.

El hidrógeno fue licuado por primera vez por James Dewar en 1898 al usar refrigeración regenerativa, y su invención se aproxima mucho a lo que conocemos hoy en día como termo.

[15]​ El llenado del primer globo con gas hidrógeno fue documentado por Jacques Charles en 1783.

Los dirigibles elevados con hidrógeno se utilizan como plataformas de observación y bombarderos durante la guerra.

[21]​ Este elemento se encuentra en abundancia en las estrellas y los planetas gaseosos gigantes.

Bajo condiciones normales de presión y temperatura, el hidrógeno existe como gas diatómico, H2.

Sin embargo, la fuerza electromagnética hace que el protón y el electrón se atraigan, de igual modo que los planetas y otros cuerpos celestes se atraen por la fuerza gravitatoria.

Los radiotelescopios pueden detectar la radiación producida en este proceso, lo que sirve para crear mapas de distribución del hidrógeno en la galaxia.

A temperaturas muy bajas, el estado de equilibrio está compuesto casi exclusivamente por la forma para.

Se conocen millones de hidrocarburos, pero no se generan por la reacción directa del hidrógeno elemental con el carbono (aunque la producción del gas de síntesis seguida del proceso Fischer-Tropsch para sintetizar hidrocarburos parece ser una excepción pues comienza con carbón e hidrógeno elemental generado in situ).

El hidrógeno puede formar compuestos con elementos más electronegativos, tales como los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo) o los calcógenos (oxígeno, azufre, selenio); en estos compuestos, el hidrógeno adquiere carga parcial positiva debido a la polaridad del enlace covalente.

El hidrógeno puede también formar compuestos con elementos menos electronegativos, tales como metales o semimetales, en los cuales adquiere carga parcial negativa.

En la Química Inorgánica, los hidruros pueden servir también como ligandos puente que unen dos centros metálicos en un complejo de coordinación.

[41]​ El hidruro binario de indio no ha sido identificado aún, aunque existen complejos mayores.

La IUPAC declara que aunque el uso de estos símbolos sea común, no es lo aconsejado.

Si, sin embargo, el gas se destinara a ser quemado en el lugar, es deseable que haya oxígeno para asistir a la combustión, y entonces, ambos electrodos pueden estar hechos de metales inertes (se deben evitar los electrodos de hierro, ya que consumen oxígeno al sufrir oxidación).

La eficiencia máxima teórica (electricidad utilizada vs valor energético de hidrógeno producido) es entre 80 y 94 %.

[55]​ Un número de laboratorios (incluyendo Francia, Alemania, Grecia, Japón y los Estados Unidos) están desarrollando métodos termoquímicos para producir hidrógeno a partir de energía solar y agua.

La corrosión anaeróbica de hierro conduce primero a la formación de hidróxido ferroso (óxido verde) y se puede describir mediante la siguiente reacción: A su vez, bajo condiciones anaeróbicas, el hidróxido ferroso (Fe(OH)2 ) puede ser oxidado por los protones de agua para formar magnetita e hidrógeno molecular.

Este proceso se describe por la reacción de Schikorr: La magnetita así cristalizada (Fe3O4) es termodinámicamente más estable que el hidróxido ferroso (Fe(OH)2 ).

[57]​ Se necesitan grandes cantidades de H2 en las industrias del petróleo y química.

[72]​ El hidrógeno elemental de fuentes solares, biológicas, o eléctricas requieren más energía para crear lo que es obtenido al quemarlo, por lo que, en estos casos, sirve el hidrógeno como portador de energía, como una batería.

[74]​ Sin embargo, los costos de infraestructura asociados con la conversión total a una economía del hidrógeno podría ser sustancial.

[78]​ Es también un potencial donante de electrones en diferentes materiales óxidos, incluyendo ZnO,[79]​[80]​ SnO2, CdO, MgO,[81]​ ZrO2, HfO2, La2O3, Y2O3, TiO2, SrTiO3, LaAlO3, SiO2, Al2O3, ZrSiO4, HfSiO4, y SrZrO3.

[84]​ El elemento se disuelve en algunos metales y, además de fuga, pueden tener efectos adversos sobre ellos, tales como fragilización por hidrógeno.

Por otra parte, el fuego de hidrógeno, siendo extremadamente caliente, es casi invisible, y por lo tanto puede dar lugar a quemaduras accidentales.