當化石燃料逐漸耗盡，溫室效應和酸雨越來越嚴重時，人們需要尋找理想的能源。這理想的能源就是氫能。氫燃料是二次能源。氫作為能源，它的熱值雖然不高，但它的摩爾質量小，所以按單位質量計，熱值達120.8MJ／kg，幾乎是汽油的三倍。氫在宇宙中儲量豐富。氫對人類生存的環境不會造成污染。從廣義上講，氫能還包括氫的同位素氘、氚的聚變反應釋放的能量（這將在核能中另作介紹）。通常講的氫能，只是指氫氣燃燒放出的化學能。它的基本化學過程是氫跟氧反應生成水，并釋放出熱量；或者是氫和氧通過化學反應直接轉變成電能（燃料電池）；或者是作為熱和機械能的中間載體而實現能量轉換。生產氫氣的方法有：（1）來自化石燃料及其衍生物到1983年為止，世界上生產的氫氣，有80％以上來自石油；也能從水煤氣中分離得到，或分餾焦爐氣獲取。如果石油價格上升得太高，可能轉移到以煤為原料以適應短期的需要。（2）電解水，將直流電通過水溶液（加入鹽或堿以增大水的導電性）發生電解，但總的效率通常在30％以下。因為電源本身來自一次能源或再生能源，因此是生產氫氣的昂貴方法。（3）熱化學循環把水直接分解為它的成分元素，約需2500℃，這個過程消耗的能量比獲得的氫氣所產生的能量要多得多。金屬跟水蒸氣反應，產生氫氣和一種金屬氧化物，這種方法也還沒有達到應用的程度。（4）生物的光解作用尚處于探索階段。（5）化學的光解作用對光解化合物，如錳、鈦、釕的配合物已作了很多的研究。此外，在鋼鐵和某些化工生產中，氫氣作為副產品得到。有機物分解、硫化氫分解等等，也能得到氫氣。

氫氣作為能源使用，主要是利用它燃燒時釋放的熱量，它適用于目前消耗化石燃料的工藝，且設備也不必作很大的變動。氫氣也可以作飛機、汽車的燃料。前蘇聯1988年的一架圖-154噴氣式客機，采用液氫及天然氣組成的混合燃料，成功地進行了一次試飛，雖飛行僅21分鐘，但畢竟是第一架使用氫燃料的飛機。氫引擎汽車是20世紀70年代開始研制的，日本一直處于領先地位。這類汽車，功率比燒汽油的汽車高兩倍，且排出的廢氣中氮氧化物含量很低，不會污染環境。目前氫作為常規能源，主要是要解決它的儲存問題。