2010年（平成22年）、九州大学と産業技術総合研究所の研究グループが、ステンレス鋼中に大量の水素を侵入させると、金属強度が低下するという常識に反して、逆に疲労強度特性が著しく改善することを発見した。2013年（平成25年）には、九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（I2CNER）と、米国サンディア国立研究所などの研究グループは、水素に酸素を添加することで、金属疲労を抑制できることを発見するとともに、その定式化にも成功した。金属内で酸素がき裂表面に優先的に吸着され、水素原子の侵入を防止するためである。水素脆性の除去には、加熱して水素を減らす方法と、水素タンク内にアルミの被覆膜をつけるなどの対策がある。
銅など他の金属材料にも生ずる。水素脆性、水素もろさともよばれる。水素脆化は、腐食、溶接、酸洗い、電気メッキなどによる水素吸収が原因とされる。この水素吸収による破壊は「遅れ破壊」とも呼ばれる。水素脆性破壊は、結晶粒界、引張り応力のかかる箇所、応力の集中する部分で起こりやすい。古くから認識されてきた問題である。ハーバー・ボッシュ法の開発にはこの問題が付きまとったことで知られる。水素脆化に関する研究は古くから、そして現在も数多く行われている。しかし、脆化を引き起こす影響因子が材料、応力、環境と多く複雑にからんでおり、その本質は現在も不明である。水素脆化は拡散性水素の局在化に関連した現象であるため、水素量のほかに、拡散に関するパラメータである時間・温度のほか、応力状態（応力三軸度）・ひずみ・そもそもの材料強度にも依存する。加えて、材料中の拡散性水素の挙動を把握することも困難であり、これらの要素が本質的解明を阻害している。水素脆性が問題となる例は数多く、水素を燃料とするロケットエンジンの開発や水素燃料電池車用エンジンの開発で問題になった。金属には水素を取り込む性質を持っている物があるため、一度水素に対して暴露されると水素脆性の問題が出てくる。特にステンレス鋼は水素による材料の強度、延性が低下する現象が顕著であるため、低強度材、つまり水素感受性の小さな材料での使用に制限したり、脱水素（ベーキング）処理を施すことで、一応の解決を得ている。この際、金属の結晶格子内に浸透した水素原子は、金属水素化物になる。現在は環境問題の観点も含め、軽量化、高強度化が強く求められ、構造部品の高応力設計が必要になってきている。金属材料の性能をより限界に近い部分で発揮させようとすれば、前述のステンレス鋼の解決策のように、低強度材のみの使用に制限することはできなくなり、水素脆化が問題になる。このため、メカニズム解明と抜本的解決がますます求められるようになっている。
水素脆化（水素ぜい化、すいそぜいか、英語: hydrogen embrittlement）とは、鋼材中に吸収された水素により鋼材の強度（延性又は靭性）が低下する現象の事。
島式ホーム3面6線を有する地上駅で、3社がホーム各1面ずつを使用する。橋上駅舎を備えている。秩父鉄道の直営駅で、東武鉄道とJR東日本は出改札業務を秩父鉄道に委託している。管理駅として、小前田駅 - 和銅黒谷駅（長瀞駅を除く）間の各駅を管理している。JR駅設備については、以前は高崎支社群馬藤岡駅、2013年6月1日からは同高崎駅が管理している。秩父線3・4番線ホームには待合室・清涼飲料水自動販売機、東上線1・2番線ホームと八高線5・6番線ホームには、清涼飲料水自動販売機と待合室が設置されている。以前は秩父線ホームに立ち食いそば店が営業していたが2015年4月6日限りで閉店し、長瀞駅に移転した。改札内でJR、東武、秩父鉄道相互間で乗り換え可能である。改札口には、JR東日本の簡易Suica改札機が設置されている。2007年（平成19年）3月18日からPASMOの利用開始に伴い、東上線の連絡通路と秩父線の階段付近に乗換用の簡易ICカード改札機が設置された。改札外からSuica、PASMOなどで東上線に乗車する利用客は、改札口にある簡易改札機と、東上線の連絡通路にある簡易改札機の計2回タッチを必要とする。出場の場合は逆の形で計2回タッチとなる。これを行わなかった場合は、当駅を含む降車駅で実際の乗車経路とは異なった運賃が差し引かれる。自動券売機は各社1基ずつ設置されている（東武、JRは普通回数券も発売可能）。また、秩父線の定期券やフリーきっぷなどを発売する有人窓口が設置されており、JRや東上線の定期券は寄居発となるものに限り発売できる（ただし手書きの補充定期券のため自動改札利用不可でICカードでの発売もできない）。なお、Suica、PASMOなどICカードへの対応はJRの券売機でのみ可能である。なお現在のJR券売機には東上線の乗車券口座があるため、ICカードで東上線の乗車券を購入することができるようになっている。東上線用自動改札機が一基のみ設置されていた時期もあったが、他社の乗車券類を間違えて投入するなどのトラブルが相次いだため、2008年（平成20年）6月のダイヤ改正をもって撤去された。これにより、東上線では唯一の自動改札機非設置駅となった。三社線共に発着列車本数は少ないが、特に接続は考慮されていない。エレベーター・トイレは南口、北口、秩父線ホーム、東上線ホーム、八高線ホームに設置されている。