现代文明体系是以消耗石油等化石燃料为代表的庞大的能源为前提构筑起来的。太阳每秒辐射到地球表面的总能量为1．24×1014千焦，全球每年能源消费总量还不到该值的1％。因此仅从数据上看，当前由太阳能转换或形成的可再生能源完全能满足人类的能源需求。然而这些可再生能源往往能流密度较低、比较分散，随季节和时间的变化的影响很大，目前大规模利用还存在许多难题。
地球上的化石燃料是过去数亿年太阳能的转化与浓缩，其质量、能量密度都非常高。低密度且变化很大的可再生能源，如生物质能、太阳能、氢能、风能等，很难直接用以维持现代文明体系。在全球化石能源逐渐枯竭和当今文明体系的背景下，只能把这些低密度的可再生能源转换成易于被现代文明所利用的形态。为此必须把可再生能源作为一次能源，转换成能量密度高、便于利用的二次能源。
这种二次能源一般应具有以下性质：第一，可容易地从一次能源中得到。第二，其向各种形态能量的转换效率高。第三，便于消费者使用。第四，可根据具体用途从大量储藏到少量储藏。第五，从短距离到远距离运输均容易实现。第六，使用时候不向环境排放有害物质。单一的二次能源是不可能全部满足以上特性的，但如果利用作为二次能源的电能和氢能则几乎以可全部满足这些特性。
随着化石燃料消耗量日益增加，储量逐渐减少，人类迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的含能体能源，氢能正是一种人们期待开发的含能体能源。这种含能体能源恰好弥补了电能与石化燃料的缺点。能源载体都是环境友好的，最大的差别是氢气可大规模储存，且储存方式多种多样。这就决定了氢能是比电能和蒸汽更有前景的二次能源。科学家认为氢能有可能在21世纪的世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源。总之，氢气可以像天然气一样燃烧产生热能，是一种新的含能体。氢能主要有以下特点：
（1）在所有元素中，氢原子量最小。在所有燃料中，氢气的密度也最小。在标准大气压和O℃下密度为0．0899千克/立方米；液化点为零下252．77℃；若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。
（2）在所有气体中氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍左右，因此在能源工业中氢是极好的导热载体。
（3）氢气的发热值为142351千焦/千克，是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中发热值最高的物质，是汽油发热值的3倍，是乙醇发热值的3．9倍，是焦炭发热值的4．5倍。
（4）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围（3％～97％），且燃点高，燃烧速度快。
（5）氢燃料本身无毒，与其他燃料相比，氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢（燃气中含有氮气的情况下）外，不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
（6）氢气利用方式很多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可作为能源燃料用作燃料电池的原料，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备做重大改造，现在的内燃机只要稍加改装即可使用氢气。
（7）氢气和天然气一样具有可存储性，可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应储运及各种应用环境的不同要求。
（8）地球上，氢的资源丰富。氢是自然界中含量最多的元素，它构成了宇宙总质量的75．6％。除空气中含有氢气外，氢元素主要以化合物的形态储存于水中。据推算，如把海水中的氢元素全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
（9）氢的来源具有多样性。可通过各种一次能源（如煤炭、天然气、煤层气等）；也可以通过各种可再生能源，如太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能或二次能源（如电能）来生产氢气。
（10）氢是“和平”的能源。化石能源分布极不均匀，常常引起激烈战争，相反世界上含氢化合物的分布较为均匀，而且地球上到处都有可再生能源，其分布的地域性较弱，利用这些可再生能源也可以从含氢化合物中生产氢气。
（11）氢气是安全的能源。每种能源都有其物理、化学和技术性特有的安全问题。与其他燃料相比通常认为氢是危险的，其燃烧速度快，而且最小着火能量极低，是甲烷、乙烷及丙烷的1/10以下。但是氢气本身不具有放射性和毒性，不可能有长期未知范围的后继伤害。并且氢在空气中的扩散能力很大，因此氢泄漏或燃烧时会很快垂直上升到空气中扩散，而不会产生温室效应。现在人们已经开发出了整套的氢能安全使用设备，只要使用时候注意，氢能还是相对安全的。