用氫氣和氧氣這兩種構成水的物質燃燒，取得無盡的能源，這是人類很久以來的夢想。今天，這種清潔、高效的氫能正逐步發展成為應用廣泛的全新能源，被用于制造氫能冰箱、氫能空調、氫能汽車、氫能飛機、氫能發電站以及作為航天器燃料等，從很小的手機到大型的電站，幾乎所有領域氫能都有其大顯身手之處。
從20世紀60年代開始，美國國家宇航局首先將氫氣作為火箭推進器的燃料，應用于阿波羅空間計劃。如今，歐洲開發的氫燃料微型電池，已使用在攝像機、手機和手提電腦中。德國的專家預測，這種氫燃料微型電池將作為便攜式電器使用電池的換代產品，首先被推向市場。因為這種電池不僅清潔、高效、無污染，而且使用壽命長，其價格也和目前 市場上常見的鋰電池不相上下，只要不斷充電就能長期使用，完全可以滿足日新月異的各種便攜式電器高耗能的需求。
氫能技術還可用于供暖，如瑞士海科希斯公司現在就已經能生產以氫能為燃料的供暖裝置，一臺裝置還可以同時供暖又供電。他們預計在兩年之內，就會有供一戶或幾戶家庭使用的這種裝置面世。當前，汽車工業迫于能源消耗和尾氣污染的壓力，各大公司也在積極探討研究替代石油的新能源，其中以氫能最被看好，普遍認為使用氫能是清潔汽車的最佳選擇。現在歐洲，已有試行的氫能小轎車、氫能大客車和運貨車，在各城市之間奔馳。2001年7月，寶馬公司還在美國的洛杉磯組建了一支由15輛氫燃料電池驅動的汽車組成的車隊，進行了一次跨越五大洲的 “清潔能源全球行”遠征；克萊斯勒公司也計劃與其他汽車制造公司、能源供應商及加州有關政府機構合作，準備在2004年之前投資20億馬克， 共同開發汽車氫燃料電池系統技術。但專家們估計，最早要到2010年，各大汽車公司才會大規模生產出氫能汽車。
目前氫能商業化利用存在的主要技術問題，首先是要開發廉價的制氫技術。盡管氫氣大量存在于水中，但必須把氫氣從水中分離出來才能利用，而現在的制氫技術耗能和成本都很高。如果能研制出利用太陽能或風能制氫的技術，那將會減少制氫過程中對常規能源的消耗，才可能符合環保的要求；也可以利用石油、天然氣、甲烷及沼氣等含氫化合物制取氫氣，但那會產生二氧化碳等有害氣體，造成環境污染。另外，還要研究安全、可*的儲存和運輸氫氣的方法。研究人員設想用盡可能多的燃料罐來儲存氫氣，以便一次充氣后能夠發揮更大的能量，比如說可使汽車跑更長的里程。儲存氫氣時，要么是通過不銹鋼或者碳素纖維做成的高壓罐儲存氣態氫氣，要么就得在-253℃的低溫下儲存液態氫氣。而這兩種方法都有缺點。使用高壓罐儲氣，罐體本身較重，如果將其放置在室內或汽車上，人們會產生一種危險感，因為害怕它爆炸；而液態氫氣的能量密度雖然很好，但生產液態氫氣能耗極大，同時要制造這種高度絕熱的儲氣罐，還有許多技術問題有待解決。科研人員也曾試圖利用海綿狀金屬或碳素纖維細管儲存氫氣，但至今結果不能令人滿意。
在開發氫燃料電池系統中，目前最大的難題也是如何降低成本，減少其體積和重量，以適應汽車、飛機等高耗能用途，否則因電池過重會增加能耗，提高使用成本，使得氫燃料汽車、飛機等與使用石油相比缺乏競爭力。
至于使用氫能的安全問題，德國的國會技術監察協會的專家認為，與丙烷、丁烷相比，氫氣是一種很輕而且極易揮發的氣體，一經泄漏便會立即向上稀釋、擴散，這正好彌補了它比別的氣體易燃的缺點。因此，就安全的角度而言，氫氣反而具有它的優勢。寶馬公司曾對氫氣高壓罐的耐壓性進行過一系列的膨脹實驗，結果表明氫氣汽車和石油汽車同樣 安全。
隨著全社會環保意識的不斷加強，對可持續發展認識的不斷深入，各國科學家探索新能源、開發氫能的研究工作也在逐步加強。如寶馬、大眾、福特、克萊斯勒等汽車公司，以及殼牌石化公司、RWE電能能源公司等，都在積極開展對氫能的技術研究，他們還聯合制定了交通經濟能源策略，開展跨國集團之間的合作。
