作为一种医学气体，氢气可以立刻应用于临床解决许多医疗困境[65, 66]，Dixon等发表论文提出，氢气对80%的人类重要疾病有帮助[67]。华盛顿美国退伍军人事务部Banks博士研究发现，小鼠饮用氢水对脑外伤后脑水肿具有改善作用，并能阻断陶蛋白相关病理改变，维持脑组织ATP的产生[68]。这些研究提示，氢气对各种脑损伤如脑震荡和慢性创伤性脑病等都具有潜在改善作用[69]。
虽然许多学者报道氢气的显著医疗效果，从疼痛缓解炎症消退，到葡萄糖和胆固醇水平调节，也有学者发现，氢气的效果并不是那么立竿见影。氢气显然并不是一种强效药物，只是一种能有利于促进细胞和组织从紊乱恢复到稳态的调节剂，甚至可以认为氢气是一种稳态促进剂。有人提出，一部分患者对氢气更敏感，并表现出显著改善效果。许多非学术报道，甚至某些报道的显著医学效应也不能完全排除是安慰剂效应。大规模双盲安慰剂对照临床研究确认氢气的医学作用才是排除这些疑问不可缺少的途径[70]。
在数百篇氢气医学效应的研究论著中，大约40项临床研究报道，其中一些属于双盲安慰剂随机对照研究。这些临床研究发现，饮用氢水对人类代谢综合征、糖尿病和高脂血症有一定临床价值[71-74]，一项氢水改善帕金森病的临床研究也提示，持续1年饮用氢水对帕金森病有一定改善作用[75]。另外一些临床研究提示，氢水对类风湿关节炎、线粒体病、运动疲劳、运动恢复时间、运动伤愈合、慢性乙肝氧化应激、改善血流、牙周炎、尿毒症透析副作用和癌症放疗后生活质量改善等方面都有一定价值[78-88]。
