证明某种物质能改善疾病的研究并分析改善效果的研究属于药物效果或药理学研。从方法上分，药理研究有细胞学研究、动物疾病模型研究和临床试验研究。氢气作为一种生物活性物质，要成为药物离不开药理学研究。目前的许多氢气生物学研究都属于疾病和损伤效果的药理学研究，就是采用细胞学研究，动物疾病模型研究和临床试验研究等层次的方法，开展效应评价研究。例如用细胞氧化损伤为模型，证明氢气能对抗氧化损伤，用炎症细胞模型证明氢气具有抗炎症的作用。这些都属于细胞学研究。
氢气的动物模型研究比较多，主要是因为比较容易开展，给氢气的方法也多种多样，例如可以吸入氢气、可以注射氢水、饮用氢水、注射氢气、吃提高细菌产生氢气的食物成分，给药方法的差异能成比例增加研究论文的数量，给多发表论文愿望比较大的学生很大的吸引力，这可能是造成氢气医学研究相对比较活跃的一个重要原因，也是氢气医学研究存在一定学术泡沫的问题所在。
采用脑缺血损伤模型，证明氢气吸入或氢气水能改善脑缺血，采用饮用氢水的给药方法，证明氢气能对抗化疗药物导致的肾脏毒性，饮用氢水对帕金森动物的改善效果，氢气腹腔注射对心脏骤停导致的脑损伤保护作用，氢水对脂肪肝、糖尿病、动脉硬化、甚至牙周炎等的改善效果等等。这些都属于动物模型层面的药理学研究。
氢气医学临床研究目前相对比较少，主要是因为氢气医学比较属于早期研究阶段，开展临床研究的周期比较长，需要进行前期动物实验结果的确认，需要进行临床伦理学的评估，需要根据标准收集足够数量的临床患者。临床研究也有不同的类型，例如有个案报道，这是比较简单的研究，只需要对某个患者或几个患者进行相对全面的情况介绍，给这个领域的研究提供一定的参考，也能引起相关学者的关注。其次是初步的小样本临床研究，可以是随机对照，也可以非对照观察性研究，可以是患者前后自身对照，也可以采用交叉处理对照等多种研究方式，氢气医学临床研究目前比较多的就是这样的研究。例如对中风氢气吸入的研究，对心肌梗死氢气吸入的研究，氢水饮用对返流性食管炎的改善，氢水沐浴对银屑病的改善作用等。更高层次的临床试验是多中心、双盲、安慰剂随机对照试验，就是在2个以上研究机构选择患者，采用随机分组，安慰剂对照。这种情况往往需要比较大的受试者数量。目前氢气医学研究的这种级别的临床研究仍然没有，据说中国和日本都有这方面的研究项目，但非常可惜的是都没有正式报道。缺乏强大的足够说服力的临床研究证据，也是氢气医学研究中比较重要的缺陷。
循证医学核心思想是医疗决策应在现有的最好的临床研究依据基础上作出，同时也重视结合个人的临床经验。根据循证医学的观点，药物改善疾病的证据是分层次的。按照从高到低排列，
一级：按照特定病种的特定疗法收集所有质量可靠的随机对照试验后所作的系统评价或Meta分析。
二级：单个的样本量足够的随机对照试验结果。
三级：设有对照组但未用随机方法分组的研究。
四级：无对照的系列病例观察，其可靠性较上述两种降低。
五级：专家意见。在没有这些金标准的情况下，可依此使用其他级别的证据作为参考依据但应明确其可靠性依此降低，当以后出现更高级别的证据时就应尽快使用。
按照循证医学的证据分级，氢气医学临床研究的级别目前最多也只能到微弱二级，距离一级高质量临床研究证据还需要继续努力。
前景光明，氢气医学仍然需要继续努力。
