Atomkjernen til hydrogenatomet kan i tillegg til et proton også inneholde et eller to nøytron og dermed danne henholdsvis deuterium eller tritium. Disse er isotoper til det vanlige H-atomet og betegnes ofte ved symbolene H og H. Mens deuterium er stabilt og finnes i form av tungtvann, er tritium ustabilt og kan kun produseres på kunstig vis. Begge isotopene er viktige for kjernefysiske våpen basert på fusjon.