Wasserstoffatome haben eine neutrale Ladung und enthalten ein einzelnes Proton mit positiver Ladung und ein einzelnes Elektron mit negativer Ladung. Im Gegensatz zu allen anderen Elementen enthalten Wasserstoffatome keine Neutronen.
Der Begriff "atomarer Wasserstoff" bezieht sich auf einzelne, ungebundene Wasserstoffatome. Atomarer Wasserstoff macht 75 Prozent der Masse des Universums aus. Auf der Erde befindet sich Wasserstoff typischerweise in einem zweiatomigen Zustand, was bedeutet, dass zwei Wasserstoffatome miteinander verbunden sind. Zweiatomiger Wasserstoff wird durch die Summenformel H2 ausgedrückt. Gebundener Wasserstoff dissoziiert nur bei extrem hohen Temperaturen, wobei die Dissoziationsrate bei 4.940 Grad Fahrenheit bei 7,85 Prozent liegt.