氢是元素周期表中的第一号元素，是宇宙中最小也是最多的元素，单个氢原子不能在地球表面大气中存在，许多细菌和植物能制造氢气分子，但是因为氢气分子质量小，非常容易上升到大气上层，所以地球表面氢气浓度非常非常小。从生物学效应角度，这种浓度不会对人体和生物产生丝毫影响。
分子都是两个原子以上的物质状态，有的分子是同样一个原子组成，例如氢气是两个氢原子组成，也有不同原子组成，例如水是2个氢和1个氧两种原子组成。氢分子在常见条件下是气体状态，因此氢分子一般都是指氢气。组成氢气分子的两个原子共同拥有2个成对电子形成牢固的共价键，结构比较稳定。
人和动物喝氢水后，氢气可以迅速经过胃和口腔黏膜扩散到黏膜下，然后进入血管，随着血液循环进入全身各个部位，其中大多数很快经过呼吸释放到大气中。这个过程可以参考喝酒后酒精吸收的情况，警察可以让司机吹监测仪分析出是否饮酒和饮酒量，如果需要更准确的数据，则需要采集血液用气相色谱进行分析。为了分析饮用氢水或呼吸氢气后体内氢气水平，科学家也可以参考酒精分析的方法，采集呼吸气或血液，分别用氢气分析检测仪或气相色谱进行定量分析。
氢气在水中溶解度比较低，正常情况下大约每1000毫升最大可以溶解18毫升氢气，大约为0.804毫摩尔，科学计量浓度记录为0.804毫摩尔／升（mM）。许多氢水产品用ppm作为单位，ppm浓度是用溶质质量占全部溶液质量的百万分比，这和溶剂密度关系密切。可以简单计算，因为每摩尔氢气等于2克，0.804毫摩尔氢气等于0.804＊2/1000=1.608毫克。1000毫升水的质量是1000克。1.608毫克氢气／（1000＊1000）毫克水＝1.608ppm。含义就是每百万毫克水中溶解1.608毫克氢气，或者每百万千克水中溶解1.608千克氢气。
许多人都知道氢气可以作为能源，这种能源已经用于太空飞行的燃料，因为氢气作为能源不会产生任何污染，被作为未来的绿色能源概念。
最近10年，分子氢气被科学家发现具有促进细胞代谢和缓解炎症的作用，已经受到医学生物学家的广泛关注，从2007年至今先后发表相关学术论文700多篇。氢气医学相关研究我们过去已经进行了介绍，我们还将对一些新的研究内容跟踪，及时介绍给广大氢医学同行和爱好者。
虽然当今氢气在大气中含量稀少，但是氢气曾经在地球上广泛分布，有学者提出，就是因为远古地球上水中含有大量氢气给生命起源提供了关键条件。
科罗拉多大学研究提示，地球早期大气富含氢气，促进了生命起源“CU Study Shows Early Earth Atmosphere Hydrogen-Rich,Favorable To Life”。
根据研究认为，早期地球大气中氢气浓度高达40%，非常适合于原始生命的形成。随着时间的推移，氢气这种颗粒小质量轻的气体逐渐扩散到大气层外层，并散失在茫茫宇宙中。造成现在地球大气中氢气的比例非常稀少，大约只有0.5ppm（注意与氢水的ppm很不一样）。所以地球表面上的水含有非常少量的氢气（气体中只有1.8%的比例溶解在水中）。
如果要增加氢气溶解的量，必需设法提高水表面氢气的浓度，技术上我们往往称为增加气／水比表面积。这里大家都能理解，大多数水中都溶解相当数量的氧气和氮气，因为这两种气体与水接触的气／水比表面积大，它们是无所不在的空气的主要成分。如果地球大气中只有氢气，那么地球所有的自然水都是氢水。
人类等生物并没有抛弃氢气，在人和许多哺乳动物的肠道内，有专门可以合成氢气的细菌，只不过这些细菌产生的氢气会被其他细菌如甲烷菌消化，只有少数可以进入机体内。关于体内自然氢气来源的话题我们可以专门讨论。
氢水有没有效果，关键是氢气浓度，从学术上可以认为，氢气浓度越高越好，因为高浓度的效果可以覆盖低浓度，而氢气没有毒性，因此从效果角度应尽量能将浓度提高。
