氢气在空气中能够燃烧，在氯气、氟气、硫蒸汽、二氧化氯、臭氧等这些气体中也可以燃烧。
氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。这一反应过程中有大量热放出，火焰呈淡蓝色。燃烧时放出热量是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。中国长征3号火箭就用液氢燃料。
