מימן הוא יסוד היוצר מולקולה דיאטומית. מולקולות דיאטומיות מורכבות משני אטומים מאותו יסוד ובדרך כלל קיימות מכיוון שהיסוד כה תגובתי שהוא צריך להיקשר לאטום אחר. תגובתיות של מימן תורמת לרבים מהתכונות הייחודיות שלו.
התכונות הפיזיקליות של מימן הן הדברים שניתן לצפות בהם או למדוד, כגון צפיפותו של 0.0000899 גרם / ס"מ. נקודת ההיתוך של מימן היא -259.2 C ונקודת הרתיחה היא -252.8 C. מימן הוא גז חסר צבע שכל כך הרבה יותר קל מאוויר שהוא יכול ממש לברוח מהאוויר משיכת כוח משיכה של כדור הארץ ולירות לחלל. מימן הוא גם היסוד הראשון בטבלה המחזורית ויש לו רק על פרוטון ואלקטרון אחד. למימן אין שום נויטרונים.
מימן דליק ביותר כאשר הוא במגע עם חמצן. זהו יסוד שאינו מתכתי, אך מתנהג באופן דומה למתכות כאשר הוא נמצא במצבי קשירה מסוימים. מימן ייחודי בכך שהוא יכול לפעול כמו מתכת בתרכובת יונית, ותורם אלקטרונים ל שאינו מתכת שהוא נקשר או כמו שאינו מתכת בתרכובת מולקולרית, ומשתף אלקטרונים עם אחר אָטוֹם. למימן אלקטרונגטיביות גבוהה יחסית, התורמת לזיקה לקשר ולאופיו הדיאטומי.
מימן משתתף במערך ייחודי של נסיבות המכונה קשירת מימן. קשר מימן הוא משיכה בין שתי מולקולות בהן הפרוטון באטום מימן של מולקולה אחת נמשך לזוגות אלקטרונים לא מאוגדים באטום אחר. לדוגמא, מים עוברים קשר מימן חזק כאשר אטומי המימן של מולקולה אחת נמשכים לאטום החמצן של אחר. זהו הכוח הבין-מולקולרי שמחזיק מולקולות מים יחד ומסביר תכונות מיוחדות כמו מתח פני השטח הגבוה של המים.