Gli atomi di idrogeno hanno una carica neutra, contenente un singolo protone con carica positiva e un singolo elettrone con carica negativa. A differenza di tutti gli altri elementi, gli atomi di idrogeno non contengono neutroni.
Il termine "idrogeno atomico" si riferisce a singoli atomi di idrogeno non legati. L'idrogeno atomico costituisce il 75 percento della massa nell'universo. Sulla Terra, l'idrogeno si trova in genere in uno stato biatomico, nel senso che due atomi di idrogeno sono legati insieme. L'idrogeno biatomico è espresso dalla formula molecolare H2. L'idrogeno legato si dissocia solo a temperature estremamente elevate, con il tasso di dissociazione a 4.940 gradi Fahrenheit al 7,85%.