Wetenschappers maakten al jaren waterstof voordat het als element werd erkend. Geschreven documenten geven aan dat Robert Boyle al in 1671 waterstofgas produceerde, terwijl hij experimenteerde met ijzer en zuren. Waterstof werd voor het eerst erkend als een afzonderlijk element door Henry Cavendish in 1766.
Bestaande uit een enkel proton en een enkel elektron, is waterstof het eenvoudigste en meest overvloedige element in het universum. Geschat wordt dat 90% van het zichtbare heelal uit waterstof bestaat.
Waterstof is de ruwe brandstof die de meeste sterren ‘verbranden’ om energie te produceren. Hetzelfde proces, bekend als kernfusie, wordt bestudeerd als een mogelijke energiebron voor gebruik op aarde. Men verwacht dat de waterstofvoorraad van de zon nog 5 miljard jaar meegaat.
Waterstof is een commercieel belangrijk element. Grote hoeveelheden waterstof worden gecombineerd met stikstof uit de lucht om ammoniak (NH3) te produceren via een proces dat het Haber-proces wordt genoemd. Waterstof wordt ook toegevoegd aan vetten en oliën, zoals pindaolie, via een proces dat hydrogenering wordt genoemd. Vloeibare waterstof wordt gebruikt bij de bestudering van supergeleiders en is, in combinatie met vloeibare zuurstof, een uitstekende raketbrandstof.
Waterstof verbindt zich met andere elementen tot talrijke verbindingen. Enkele van de meest voorkomende zijn: water (H2O), ammoniak (NH3), methaan (CH4), tafelsuiker (C12H22O11), waterstofperoxide (H2O2) en zoutzuur (HCl).
Waterstof heeft drie veel voorkomende isotopen. De eenvoudigste isotoop, protium genaamd, is gewoon waterstof. De tweede, een stabiele isotoop genaamd deuterium, werd ontdekt in 1932. De derde isotoop, tritium, werd in 1934 ontdekt.