氢在化学反应中，可以失去价电子，产生H+，即质子。质子的半径很小，比氢原子小很多倍，能使和它相邻的原子或分子强烈变形。因此，很难见到自由的质子。
在水溶液中，质子可以和水结合，如最简单的H3O+等（还有复杂的）。
此外，氢可以结合一个电子，形成氢负离子H-。
在两性溶剂中能存在的最强酸和最强碱分别是该溶剂自偶电离产生的阳离子和阴离子，因此，在水溶液中，不存在任何比H3O+强的酸，也不存在任何比OH-强的碱。H-碱性比OH-强，因此会在水中被拉平，如NaH + H2O = NaOH + H2↑。
除了以上得失电子外，氢还可以形成共用电子对或者氢键或者氢桥键，或者-1的氢作为配体形成配位化合物。