氫氣的生物學價值非常廣泛，基本原理是氫氣通過選擇性抗氧化作用清除體內有害的惡性自由基。 選擇性抗氧化作用具體表現為美容衰老、抗炎症、抗過敏、抗輻射、抗疲勞、抗細胞變異、抗細胞凋亡、代謝調節、免疫調節、組織修復。對過敏性皮炎、便秘、高血壓、糖尿病、癌症等自由基引起各類癥狀有強大的防治作用。
氫氣是氫元素標準狀況下以氣態形式存在的物質，化學式為H2，由兩個氫原子構成，又稱分子氫。氫氣是最輕的氣體，可用於熱氣球中，但後來因其浮力而使用的氫氣被逐漸替換為危險性較小的不可燃氣體氦氣。氫氣也曾用於肉製品的保鮮。氫氣的英語hydrogen來自希臘語的ὕδωρ（水）和γεννᾰν（產生），即產生水的物質；而中文氫氣來自“輕氣”。
最先記錄氫氣製備的科學家是帕拉塞爾斯，他將硫酸倒至鐵粉上發現了這種氣體，但當時他並不知道實驗中放出的氣體的具體性質。後來，英國科學家亨利·卡文迪什用不同的金屬重複了帕拉塞爾斯的實驗，發現產生的氣體和空氣不同，其密度小且可燃，他稱這種氣體為“可燃性空氣”，並發現其燃燒生成水。法國化學家拉瓦錫確認了卡文迪什的發現，提出用“氫氣”（hydrogène）一詞來取代“可燃性空氣”。
在眾多氫氣製備方法中，經濟效益最高的是從碳氫化合物中提取出氫氣。商業上，一般是對天然氣進行蒸汽重整來大規模生產氫氣。在高溫下（1000–1400K，700–1100°C，1300–2000°F），水蒸汽和甲烷會發生反應，產生一氧化碳和氫氣：{\displaystyle {\ce {CH4 + H2O -> CO +3H2}}} 以上的反應在低壓進行時效率更高，但卻通常在高壓下進行（2.0 MPa，20 atm，600 inHg），因為高壓氫氣是市場上最為普及，且變壓吸附純化系統更適合在高壓下工作。由於反應所產生的一氧化碳-氫氣混合物經常直接用於生產甲醇及其他相關的化合物，所以也稱為合成氣。甲烷以外的碳氫化合物也可以用來製造合成氣，但產物比例可能會有所不同。在缺水的情況下，焦炭就會形成，影響合成氣的產量：{\displaystyle {\ce {CH4 -> C + 2H2}}}因此，在進行蒸汽重整過程時，通常應注入過量的蒸汽。利用水汽轉移反應，並以氧化鐵作為催化劑，可從蒸汽中提取出更多的氫氣。蒸汽重整也是二氧化碳的一大工業來源：[16]{\displaystyle {\ce {CO + H2O -> CO2 + H2}}}氫氣的其他生產方法還包括，碳氫化合物的部分氧化反應：{\displaystyle {\ce {2CH4 + O2 -> 2CO + 4H2}}}以及對煤炭反應的碳產物進行以上的轉移反應：{\displaystyle {\ce {C + H2O -> CO + H2}}} 氫氣在生產後，有時會在同一道工業程序中直接被使用，期間不經分離。在用於生產氨的哈柏法中，氫氣是從天然氣中提取出來的。[18]對鹽水進行電解，在產生氯氣的同時，也會生成氫氣作為副產品。
呼吸氫氣與喝氫水最大的區別就是吸收途徑不一樣。吸氫氣是從我們的呼吸體統進入到我們體內，而喝氫水是由我們的消化系統進入我們的體內。
其次是呼吸氫氣可以獲得比較高的氫氣劑量。如果氫氣濃度只在2%左右，呼吸時間在30分鐘左右，劑量上和飲用飽和氫水類似，達到血液中氫氣的濃度和總量都差別不大。但是呼吸氫氣的濃度可以高於2%，甚至可達到幾十倍的濃度，呼吸時間也可以進一步延長，這種情況下，氫氣被吸收的量可遠遠超過飲用氫水的量。理論上，氫氣進入人體數量越多，產生的效應越明顯，因此呼吸高濃度氫氣效果可能比飲用氫水更好。不過現在並沒有研究證據比較呼吸高濃度氫氣和飲用氫水之間的差別，因此並不能明確這種差異。可能的情況是，不同個體和不同疾病之間可能存在差異。
由於呼吸氫氣能獲得更高的氫氣劑量，一般來說作為疾病治療有更大的潛力和空間。呼吸氫氣和飲用氫水似乎存在目標疾病上的差異。從初步使用經驗上看，飲用氫氣對消化道疾病的效果比較理想，呼吸氫氣對呼吸系統疾病有更強針對性。例如飲用氫水對許多便秘患者效果非常好，但呼吸氫氣沒有這樣的效果。對睡眠改善方面，呼吸氫氣的效果似乎比氫水更明顯。
由於氫氣呼吸不僅可以更多吸收氫氣，而且不受飲水量的限制，以治療疾病為目的可以呼吸氫氣，以促進健康，作為一種健康生活方式，可以飲用氫水。
氫氣作為一種非常安全的工具，只要有效果就非常值得使用，呼吸飲用等多種方法聯合使用也可以嘗試。總之，呼吸能提供比較高的劑量，適合治療，飲用氫水更方便日常使用保健。
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