Innen kosmologi kan hydrogenlinjens nivå og frekvensskift forårsaket av universets ekspansjon brukes til å kartlegge konsentrasjonen av hydrogen gjennom universets utvikling. Ca. 400 000 år etter big bang var universet kjølt ned nok til at hydrogen ikke lenger var ionsiert som plasma. Fordi nøytralt hydrogen ikke er gjennomsiktig for synlig lys kan ikke universet observeres tidligere enn ca. 450 millioner år etter big bang. På dette tidspunktet var det dannet nok stjerner og andre objekter som stråler energi til å reionisere instellart hydrogen til plasma. Hydrogenlinjen gir mulighet for å observere universet før denne reioniseringen fant sted.