L’idrogeno è un gas incolore, inodore e insapore, a molecola biatomica H2.
E' completamente atossico. 
Il suo peso specifico è 0,0899 g/l (è 14,4 volte più leggero dell’aria). 
L’idrogeno liquido ha un peso specifico di 70,99 g/l. Il punto di ebollizione è -252,77 °C.
Tra tutti i combustibili e carburanti, l’idrogeno possiede la maggiore densità energetica: 1 kg di idrogeno contiene la stessa energia di 2,1 kg di gas naturale o di 2,8 kg di benzina.
In rapporto al volume, la densità energetica di idrogeno liquido è circa ¼ di quella della benzina e circa 1/3 di quella del gas naturale. 
Il contenuto (in peso) di idrogeno nell’acqua è di 11,2 %.
A temperatura ambiente l’idrogeno è chimicamente poco reattivo a causa dell’elevata stabilità delle molecole H2 che lo costituiscono. 
Acceso all’aria brucia con fiamma azzurrognola e fortemente calorifica, reagendo con ossigeno (O) per formare acqua:
2H₂ + O₂ = 2H₂O
La reattività è molto maggiore quando si trova allo stato atomico; alcuni metalli (come per esempio il platino e il palladio) hanno la proprietà di assorbire idrogeno molecolare favorendone la dissociazione in idrogeno atomico e per questo vengono utilizzati come catalizzatori nelle reazioni in cui interviene idrogeno.
Dalla reazione di idrogeno con ossigeno risulta teoricamente solo acqua demineralizzata e quindi la sua combustione in motori e in turbine a gas produce emissioni inquinanti in quantità minime e trascurabili. 
Con la temperatura di combustione aumentano le emissioni di NOx in modo esponenziale, ma queste possono essere controllate con un’adeguata regolazione della temperatura. Usando celle a combustibile che funzionano a bassa temperatura (per esempio PEM), l’emissione di sostanze inquinanti è praticamente zero, ma anche le emissioni da celle a combustibile ad elevata temperatura sono fino a 100 volte minori rispetto a quelle prodotte da impianti convenzionali. 
Nella valutazione dell’impatto ambientale si dovrà però sempre considerare l’intera catena di produzione dell'idrogeno, cominciando dalla sorgente di energia primaria fino all’uso finale.


L’idrogeno è il più diffuso elemento nell’universo, ma sulla terra è combinato con altri elementi. 
L’idrogeno è presente nell’atmosfera solo in piccolissima concentrazione perché, data la sua leggerezza, tende a sfuggire al campo gravitazionale e a disperdersi nello spazio. È invece relativamente abbondante in forma combinata, soprattutto come acqua (H2O) e come composti organici (idrocarburi, biomasse, ecc.). Esempi sono il gas metano (CH4) composto da un atomo di carbonio (C) e quattro atomi di idrogeno e i vegetali formati da combinazioni organiche più complesse.
L’idrogeno si ricava da queste sorgenti mediante processi chimici che richiedono apporto di energia. Scientificamente, l'idrogeno può essere pertanto considerato una fonte energetica secondaria e, in questo senso, un possibile mezzo per lo stoccaggio di energia. L’energia per la sua preparazione non deve per forza derivare da fonti fossili, bensì anche dall’energia nucleare, eolica, solare e idrica.
A livello mondiale, più di 500 miliardi di metri cubi di idrogeno vengono attualmente prodotti, immagazzinati, trasportati e utilizzati, prevalentemente nell’industria petrolchimica. La stragrande maggioranza deriva da fonti fossili (gas naturale, petrolio) o deriva per via elettrolitica come sottoprodotto dagli impianti cloro-soda; circa 190 miliardi di metri cubi sono un prodotto secondario dei processi industriali di raffinazione del petrolio⁽¹⁾. 


Proprietà chimico-fisiche: 
Formula: H2
Numero atomico: Z = 1
Peso molecolare: 2,016 g/mole
Dimensioni molecolari: 3,1-2,4 A
Potenziale di ionizzazione: 15,427 eV
Densità S.T.P.: 0,08989 kg/m³
Temperatura del punto triplo: -259,203 °C
Pressione del punto triplo: 0,072 bar
Calore latente di fusione al punto triplo: 13,91 kcal/kg
Punto di ebollizione: -252,766 °C
Calore latente al punto di ebollizione: 108,5 kcal/kg
Densità del liquido al punto di ebollizione: 70,973 kg/m³
Densità del gas al punto di ebollizione: 1,312 kg/m³
Temperatura del punto critico: -239,91 °C
Pressione del punto critico: 12,98 bar
Densità al punto critico: 30,09 kg/m³
Limiti di infiammabilità in aria a 20 °C e 1 atm: 4% (limite inferiore) - 74,5% (limite superiore)
Temperatura minima di autoignizione in aria a 1 atm: 570 °C
Energia minima di combustione: 0,02 millijoule
Temperatura della fiamma in aria: 1430 °C
Velocità massima della fiamma in aria: 2,65 m/s
Limiti di infiammabilità in ossigeno a 20 °C e 1 atm: 4% (limite inferiore) - 94% (limite superiore)
Temperatura minima di autoignizione in ossigeno a 1 atm: 560 °C
Temperatura della fiamma in ossigeno: 2830 °C
Velocità massima della fiamma in ossigeno: 14,36 m/s

L'idrogeno non è tossico ma se rilasciato in ambienti confinati può dare luogo ad atmosfere sottoossigenate (rischio di asfissia) . Essendo un gas più leggero dell'aria, tenderà a stratificarsi verso l'alto.

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