Hydrogen (fra gresk: Hydro; vann. Genes; danne). Hydrogen har atomnummer 1 i det periodiske systemet og atomvekten er 1,00794. Smeltepunkt er ved 13,81K (-259,34°C) og kokepunktet er ved 20,28K (-252,87°C). Tettheten i gassform er 0,08988g/l, i væskeform 70,8g/l (ved 20K) og i fast form 70,6g/l (ved 11K). Hydrogen har valens 1.

Hydrogen er det elementet det fins mest av i universet. De tyngre elementene er opprinnelig dannet ved kjernefysiske reaksjoner fra hydrogen og helium. Hydrogen utgjør mer enn 90% av universets atomer og tre fjerdedeler av universets masse, ifølge estimater. Hydrogen fins i solen og de fleste stjerner og har en avgjørende funksjon i proton-proton reaksjonen og karbon-nitrogen syklen, som forklarer energien til solen og stjernene. Man tror at hydrogen er den største bestanddelen av planeten Jupiter. Dypt i planetens indre er trykket så høyt at fast molekylært hydrogen trolig omdannes til fast hydrogen som metallfase. En gruppe russiske forskere rapporterte i 1973 at de muligens hadde klart å frembringe metallisk hydrogen ved et trykk på 2,8Mbar. Ved overgangen ble det observert en tetthetsøkning fra 1,08 til 1,3 g/cm³. Et liknende forsøk ble utført av en gruppe i Livermore, California, i 1972.

På jorden opptrer hydrogen i hovedsak i kombinasjon med oksygen som vannmolekyler. Hydrogen fins også i betydelige mengder i organiske forbindelser som planter, olje, kull, osv. Kun en liten del av atmosfæren består av hydrogen som fritt element (mindre enn 1 ppm i et vilkårlig volum). Hydrogen er den letteste av alle gasser og reagerer lett, ofte eksplosivt, med andre elementer.

Store mengder hydrogen produseres industrielt som råstoff for amoniakkproduksjon. Dessuten anvendes hydrogen til herding av fett og oljer i matvareindustrien (f.eks. margarin). Hydrogen anvendes også i andre industrielle prosesser, bl.a. for produksjon av metanol.

Hydrogen er kanskje det viktigste rakettdrivstoffet (sammen med oksygen) og brukes også i sveiseprosesser og for reduksjon av metallholdig malm. På grunn av den lave massen er hydrogen anvendt til ballonger. Ved et trykk på 760mm og en temperatur på 0°C har 1 m³ hydrogen en løfteevnen på 1,2 kg. Flytende hydrogen er viktig som kjølemedium ved studier og anvendelser av prosesser som krever temperaturer nær det absolutte 0-punkt, f.eks. lavtemperatur supraledere.

Hydrogen kan produseres på flere måter. Industrielt produseres hydrogen stort sett enten fra hydrokarboner (f.eks. kull eller naturgass) ved dampreformering, eller ved å spalte vann ved elektrolyse. Verdensproduksjon er på ca. 500 milliarder m³ gass per år. 2-3% av dette kommer fra vannelektrolyse, mens resten er fra hydrokarboner.

Det fins flere hydrogenisotoper. Den vanlige isotopen, H, kalles protium. I 1932 ble en stabil isotop med atomvekt 2 oppdaget (Urey). Denne isotopen, D eller ²H, kalles deuterium. Deuterium fins som en liten bestandel, 0,015%, av naturlig forekommende hydrogen. Den mest kjente kjemiske forbindelsen er D₂O, tungtvann. Norsk Hydro var ledende i verden på produksjon av tungtvann før Den andre verdenskrigen. Hovedanvendelse for tungtvann er i kjernereaktorer som moderator for å bremse nøytronene. I 1934 kom så oppdagelsen av en ustabil isotop med atomvekt 3. Denne isotopen, T eller ³H, kalles tritium. Tritium har en halveringstid på ca. 12,5 år. Tritium atomer fins også i naturlig forekommende hydrogen, men andelen er svært liten. Tritium produseres industrielt i kjernereaktorer og anvendes for å produsere hydrogenbomber. Tritium er også anvendt til fredelige formål, som f.eks. i selvlysende maling og som markør.

Under vanlige forhold består hydrogengassen (protium-andelen) av to typer molekyler: Orto- og parahydrogen. Forskjellen skyldes forskjellige elektron- og kjernespinn. Ved romtemperatur består hydrogen av 25% parahydrogen og 75% ortohydrogen. De to formene har forskjellig energi og derfor forskjellige fysiske egenskaper. Selv om forskjellene er små, har de stor betydning i forskningssammenheng.