Hidrogen (vodonik) je najjednostavniji element periodnog sistema elemenata. Atom hidrogena se sastoji samo od jednog protona i jednog elektrona. Ovaj element je i najrasprostranjeniji u univerzumu, ali uprkos svojoj jednostavnost i raspoloživoj količini, hidrogen se ne pojavljuje u prirodnom obliku kao gas na Zemlji nego je uvijek kombiniran sa drugim elementima. Voda, na primjer, je sastavljena od hidrogena i kisika (H2O).

Hidrogen se može naći i u mnogim organskim jedinjenjima, posebno hidrokarbonatima koji su sastavni dio većine goriva poput nafte, prirodnog plina, metanola i propana. Vodonik se može odvojiti od hidrokarbonata na visokim temperaturama u procesu koji je poznat kao reformacija. Trenutno najviše hidrogena se dobije reformacijom prirodnog gasa. Moguće je i koristiti električnu energiju, i putem procesa elektrolize razdvojiti čestice kisika i hidrogena u vodi. Neke alge i bakterije koristeći sunčevu energiju proizvode hidrogen u određenim uslovima.

Hidrogen nosi veliku energiju, a sa druge strane prilikom izgaranja ne proizvodi gotovo nikakvo zagađenje. NASA koristi tečni hidrogen od 1970tih, kao pogonsko gorivo za rakete i šatlove. Hidrogenske ćelije pokreću elektronski sistem šatla, i pri tome proizvode čist nus-produkt  vodu, koju astronauti piju.

Pogonske ćelije kombinuju hidrogen i oksigen da bi proizvele električnu energiju, toplotu i vodu. Pogonske ćelije se često porede sa baterijama, jer pretvaraju energiju stvorenu hemijskom reakcijom u upotrebljivu električnu energiju. Međutim, pogonske ćelije će davati energiju dokle god imaju gorivo (hidrogen) bez gubitka napona.

Tehnologija pogonskih ćelija ima veliku perspektivu da se koristi kao izvor toplote i električne energije za zgrade, i kao pogon sa električne motore vozila. Ove ćelije najbolje rade na čisti hidrogen, no ostala goriva poput metanola, prirodnog gasa i drugih mogu se preraditi da proizvode hidrogen koji je potreban pogonskim ćelijama. A neke mogu i direktno koristiti metanol bez potrebe za preradom.

Hidrogen u budućnosti će se moći koristit i kao prenosnik električne energije. Neki obnovljivi izvori energije poput sunca ili vjetra ne mogu uvijek proizvoditi energiju, ali mogu uz proizvodnju energije proizvoditi i hidrogen, koji bi bio distribuiran po potrebi.