水素の同位体は、それぞれの特徴を有効に活かした使い方をされる。重水素は原子核反応での用途で、中性子の減速に使用され、化学や生物学では同位体効果の研究、医療では診断薬の追跡に使用されている。また、三重水素は原子炉内で生成され、水素爆弾の反応物質や核融合燃料、放射性を利用したバイオテクノロジー分野でのトレーサーや発光塗料の励起源として使用されている。
水素分子.
オルト水素とパラ水素.
金属水素.
また、励起状態の水素が金属化するときわめて強力な爆薬になるとの理論計算が行われ、電子励起爆薬として研究されている。この理論では圧力だけでは不十分であり、水素を励起状態にして圧力をかければ金属化するとしている。
物理的性質.
化学的性質.
水素化物.
水素はまた、炭素と結合することで、さまざまな有機化合物を形成する。ほとんどすべての有機化合物は構成原子に水素を含む。
おもな元素の水素化物の化学式と国際純正応用化学連合（IUPAC）による組織名、および（存在するものは）慣用名を表「元素の水素化物」に示す。
核磁気共鳴法における利用.
水素イオンと水素化物イオン.
ヒドロン・プロトンとヒドロニウムイオン.
また、アレニウスの定義ではヒドロンは酸の本体である。酸としてのプロトンの性質は記事オキソニウム、あるいは記事酸と塩基に詳しい。
周期表上の位置.
水素分子の生産.
水素分子（水素ガス）を生じる化学反応は多岐にわたる。古典的には実験室において小規模に生成する場合、亜鉛やアルミニウムなど水素よりもイオン化傾向の大きい金属に希硫酸を加えて発生させる方法が知られている（キップの装置）。あるいは水酸化ナトリウムや硫酸などを添加して電導性を増した水や、食塩水を電気分解して陰極から発生させることもできる。
実験室レベルにおいては工業的に生産されたガスボンベ入りの水素ガスを利用する。実験の際は防爆環境にて行われる。
製造方法別の色分け.
カーボンニュートラルの実現に向け、水素の製造方法別に色分けする考え方が広まっている。
グレー水素：化石燃料（主に天然ガス）を水蒸気改質反応させ生産する水素。水蒸気改質反応時に副産物として多くの二酸化炭素が排出される。
グリーン水素：二酸化炭素排出のない再生可能エネルギーを使い、水を電気分解して生産する水素。