Es el elemento químico más sencillo, ya que su núcleo está formado por un único protón en torno al cual existe una corteza electrónica formada por un electrón. Además de este isótopo, llamado protio, se conocen otros dos: El deuterio, que cuenta en su núcleo con un protón y un neutrón, y el tritio, con un protón y dos neutrones. Este último isótopo es radiactivo

El hidrógeno es con diferencia el elemento más abundante en el universo, y constituye la mayor parte de la masa de las estrellas y los planetas gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). Es también el combustible de las estrellas, ya que en el interior de las mismas se produce un proceso de fusión nuclear que transforma al hidrógeno en helio

Debido a su ligereza, que hace que se escape a las capas altas de la atmósfera, el hidrógeno no se encuentra libre en la Tierra. Sí se presenta en grandes cantidades en multitud de compuestos químicos tan habituales como el agua, el amoníaco, el metano y los hidrocarburos y, en general, en todos los compuestos orgánicos

Químicamente se presenta en forma de moléculas diatómicas, y es muy reactivo frente a otros elementos y compuestos. Reacciona explosivamente con el oxígeno, formando agua y desprendiendo una gran cantidad de energía.

La conocida popularmente como bomba de hidrógeno provoca, al contrario que la atómica, una reacción incontrolada de fusión nuclear produciendo helio y desprendiendo una gran cantidad de energía.