Hidrogen adalah unsur yang membentuk molekul diatomik. Molekul diatomik terdiri dari dua atom dari unsur yang sama dan umumnya ada karena unsur tersebut sangat reaktif sehingga perlu berikatan dengan atom lain. Reaktivitas hidrogen berkontribusi pada banyak sifat uniknya.
Sifat fisis hidrogen adalah hal-hal yang dapat diamati atau diukur, seperti massa jenisnya 0,0000899 g/cm. Titik leleh hidrogen adalah -259,2 C dan titik didih adalah -252,8 C. Hidrogen adalah gas tidak berwarna yang jauh lebih ringan daripada udara sehingga benar-benar dapat keluar dari tarikan gravitasi bumi dan melesat ke luar angkasa. Hidrogen juga merupakan unsur pertama pada tabel periodik dan hanya memiliki proton dan satu elektron. Hidrogen tidak memiliki neutron.
Hidrogen sangat mudah terbakar jika bersentuhan dengan oksigen. Ini adalah elemen non-logam, tetapi berperilaku mirip dengan logam ketika dalam beberapa situasi ikatan. Hidrogen unik karena dapat bertindak seperti logam dalam senyawa ionik, menyumbangkan elektron ke non-logam itu mengikat dengan atau seperti non-logam dalam senyawa molekul, berbagi elektron dengan yang lain atom. Hidrogen memiliki elektronegativitas yang relatif tinggi, yang berkontribusi pada afinitas untuk ikatan dan sifat diatomiknya.
Hidrogen mengambil bagian dalam serangkaian keadaan unik yang dikenal sebagai ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen adalah gaya tarik menarik antara dua molekul di mana proton dalam atom hidrogen dari satu molekul tertarik pada pasangan elektron yang tidak terikat di atom lain. Misalnya, air mengalami ikatan hidrogen yang kuat di mana atom hidrogen dari satu molekul tertarik ke atom oksigen yang lain. Gaya antarmolekul inilah yang menyatukan molekul-molekul air dan menjelaskan sifat-sifat khusus seperti tegangan permukaan air yang tinggi.