Comme son nom l'indique, l'hydrogène a été observé pour la première fois dans l'eau. L'eau est constituée d'un atome d'oxygène lié à deux atomes d'hydrogène. L'abondance d'eau sur Terre en fait la source d'hydrogène la plus courante sur la planète. Cependant, l'hydrogène pur est rare sur Terre, en raison de sa propension à réagir en présence d'oxygène et à précipiter sous forme de vapeur d'eau.
L'hydrogène atomique et moléculaire est le plus répandu au-delà de la Terre. L'hydrogène est le principal constituant du Soleil, ainsi que la plupart des autres étoiles, et il peut être observé en grande quantité dans tout l'univers. Souvent, l'hydrogène forme le composant principal de certaines nébuleuses, les « pépinières stellaires », qui incubent la prochaine génération d'étoiles.
L'hydrogène est également le principal composant de l'atmosphère des planètes géantes gazeuses. Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ont tous une prolifération d'hydrogène et de divers composés d'hydrogène dans leur chimie. Cette chimie riche en hydrogène est une distinction importante lors de la description d'une planète. Parce que l'hydrogène et l'oxygène ne peuvent pas être maintenus en équilibre dans la même atmosphère, une planète peut être décrite par laquelle le gaz domine son air. Un monde riche en oxygène, comme la Terre, aurait une atmosphère oxydante, tandis qu'un monde riche en hydrogène, comme Jupiter, en aurait une réductrice.
