人类对氢气的研究，可追溯到16世纪初。当时就有人观察到了硫酸与铁发生反应生成了氢气。17世纪瑞典的迈厄尼和英国的波义耳证实了氢气的可燃性。1766年英国的卡文迪什证实了让铁、锌、锡等分别与硫酸或盐酸发生反应，在任何情况下都将生成同样的可燃空气（氢气）。卡文迪什也因此被认为是氢气的发现者。1779年法国科学家正式命名这种可燃的气体为氢气，瑞典的科学家贝采利乌斯提出采用符号“H”表示氢原子。
氢是门捷列夫元素周期表中第1个元素，原子数为1，原子内含有l个质子和1个电子。常温常压下，氢气是无色无味的气体，极难溶于水，也很难液化。在常压、－252．77℃时，氢气变成无色的液体，若继续降低温度到－259．2℃时，液态氢能变成雪花状的白色固体氢。在标准大气压和O℃时，1升氢气的质量为0．0899克，约是同体积的空气质量的1/14，可见氢气的密度非常小。
氢气的比热和导热系数分别是氧气和氮气的14倍和7倍。氢气可以轻易地在晶体中移动，也可以侵入晶体的格子间形成金属氢化物，使得常温常压的氢气被压缩至原体积的1/1000以下，这个特性使得许多金属具有储存氢气的能力。氢在常温常压下比较稳定，仅与卤族分子在光照下发生化学反应；在较高温度下，氢分子比较活泼，可以与金属和非金属发生氧化、还原、加成反应。
质量最轻的氢是宇宙中最丰富的元素，宇宙几乎是由氢和氦元素组成的。在原始太阳系星云中，若按重量计算，氢所占的比重为75．6％。宇宙中质量数大的重元素是通过氢核聚变反应而生成的。对于太阳类恒星来说，能使它们发出耀眼光芒的能量源泉就是那里存在着大量的氢气，不断地进行着核聚变反应。
如果说地球上所有的化石能源都来自于太阳能，而太阳能是由太阳内部氢元素不断发生核聚变所释放出的辐射能，那么我们现在使用的大部分能源归根结底也都来自于氢。随着地球上化石能源矿藏的逐渐枯竭，受控的氢核聚变能将可能成为人类最终的能量源泉。