氫氣是一種極易燃的氣體，燃點只有574℃，在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%至75%時都能燃燒。氫氣燃燒的焓變?yōu)?286 kJ/mol：2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l); ΔH = -572 kJ/mol
氫氣占4.1%至74.8%的濃度時與空氣混合，或占18.3%至59激下易引爆。氫氣的著火點為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。
因為氫氣比空氣輕，所以氫氣的火焰傾向于快速上升，故其造成的危害小于碳氫化合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的（需要光照）反應(yīng) ，氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸，生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。
為了避免認(rèn)為溶液中存在孤立的氫離子，一般在水溶液中將水和氫離子構(gòu)成的離子稱為水合氫離子（H3O+）。但這也只是一種理想化的情形。氫離子在水溶液中事實上以類似于H9O4+的形式存在。
盡管在地球上少見，H3+離子（質(zhì)子化分子氫）卻是宇宙中最常見的離子之一。