氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。氢气是无色、无味、无毒的气体。它是最轻的化学物质，在标准温度和压力下，氢气的密度为0.0899g/L与同体积的空气相比，约为空气的1/14。在-252.8℃氢气变成无色的液体，在-259.2℃时变成白色的固体。除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油发热值的3倍。

     氢能与常规能源的热值比较：

      作为能源，氢有以下特点： 

     （l）所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为金属氢。 
     （2）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。  
     （3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除了存在于空气中，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。  
     （4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。  
     （5）氢燃烧性能好，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。  
     （6）氢本身无毒，与其他燃料相比，氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外，不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质。少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。  
     （7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，只要对现在的内燃机稍加改装即可使用。  
     （8）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 
      由以上特点可以看出氢是一种理想的新能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题： 
      廉价的制氢技术：因为氢是一种二次能源，它的制取需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。 
      安全可靠的贮氢和输氢方法：由于氢易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键问题。