Le gaz le plus léger est l'hydrogène. Cet élément est plus léger que l'air et était utilisé dans les dirigeables, ou dirigeables, jusqu'à ce qu'il soit jugé dangereux. L'hydrogène se trouve dans les couches les plus hautes de l'atmosphère terrestre car il s'élève au-dessus des autres gaz.
L'hydrogène est léger car c'est l'élément le moins massif du tableau périodique. L'hydrogène a un seul proton et un seul électron, mais seul le proton lui donne une masse significative. L'hydrogène ne pèse qu'une unité de masse atomique.
Seuls des objets tels que les étoiles et les planètes géantes telles que Jupiter avec des forces gravitationnelles massives peuvent retenir ce plus léger des éléments. Dans l'atmosphère terrestre, les atomes d'hydrogène entrent en collision avec les atomes d'autres gaz. Ces collisions fournissent suffisamment de force pour projeter des atomes d'hydrogène légers dans l'espace ; par conséquent, l'hydrogène ne se trouve qu'en quantités infimes dans l'atmosphère terrestre.