氢的单质以双原子气体存在，即<chem>H2</chem>。但由于质量低，氢气比其他较重的气体更容易逃逸地球重力，所以在地球大气中的含量极低，只佔大气总体积的百万分之1。另一方面，氢却是地球表面丰度排第三的元素，主要存在于碳氢化合物和水等化合物当中。某些细菌和藻类会释放氢气，胃肠气中也含有氢气。星际物质中的氢分子经宇宙射线的电离之后，会形成三氢阳离子（<chem>H3+</chem>）。这种离子也存在于木星的大气上层。在太空的低温低密度环境下，三氢阳离子可以较稳定地存在，所以它是宇宙中最常见的离子之一，