粒边界形成脆性氢化物的网络。通过真空中的退火可以除去其中的氢并恢复延展性。金属铀加热到 250 至300 °C (482 至572 °F) 会和氢气反应，形成氢化铀。 加热到 500 °C 则会释放氢气。 此特性使氢化铀成为各种铀的碳化物、氮化物和卤化物的理想原料，可用于制备反应性铀粉末。 这个可逆反应如下：氢化铀不是，导致金属在形成氢化物时膨胀。 在其晶格中，每个铀原子被另外6个铀原子和12个氢原子包围；每个氢原子在晶格中占据一个大的四面体孔。 氢化铀中的氢密度与液态水或液态氢中的氢密度大致相同。