器官移植过程中也存在着缺血再灌注情况，经常造成移植器官的炎症、功能障碍，甚至器官衰竭等。分子氢对缺血再灌注损伤的防治作用亦可用于器官移植，作为移植器官的保护剂使用。来自美国匹兹堡大学的Nakao教授首次报道连续呼吸2%的氢气可预防大鼠小肠移植后的蠕动障碍，显著增强空肠平滑肌的收缩性，缓解肠黏膜形态学损伤。
随后他们又证明呼吸氢气对心脏移植、肺移植、肾移植均有防护作用，显著减轻移植后器官的损伤。他们提出分子氢的这种保护，除了抗氧化作用以外，可能与诱导抗氧化酶和增强机体抗炎症作用有关系。
分子氢对移植器官具有保护作用，提高移植效果
第二军医大学附属长海医院胸外科的专家也研究发现，只要把分子氢溶解到器官保存液中，待移植心脏细胞凋亡蛋白基因表达水平显著下降，氧化损伤显著减轻，体外4℃下保存心脏，复温后给分子氢的心脏恢复跳动的时间比没有用分子氢的心脏缩短了75%，大大加快了心脏复苏的速度，心脏保存的效果明显提高，指出分子氢在移植前后均可保护脏器。
