氫的用途很廣，適用性強。它不僅能用做燃料，而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉換的功能。例如，儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領，可將熱量儲存起來，作為房間內取暖和空調使用。
氫作為氣體燃料，首先被應用在汽車上。1976年5月，美國研製出一種以氫作燃料的汽車；後來，日本也研製成功一種以液態氫為燃料的汽車；20世紀70年代末期，前聯邦德國的奔馳汽車公司已對氫氣進行了試驗，他們僅用了500克氫，就使汽車行駛了110千米。用氫作為汽車燃料，不僅幹淨，在低溫下容易發動，而且對發動機的腐蝕作用小，可延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣能夠均勻混合，完全可省去一般汽車上所用的汽化器，從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是，隻要在汽油中加入4%的氫氣。用它作為汽車發動機燃料，就可節油40%，而且無須對汽油發動機作多大的改進。氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體，因而將它用鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。液態的氫既可用做汽車、飛機的燃料，也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的“阿波羅”號宇宙飛船和我國發射人造衛星的長征運載火箭，都是用液態氫做燃料的。
氫彈與核聚變
地球上，隻有在原子彈的爆炸中心才具備熱核反應發生的條件，因為那裏能產生幾百萬度以上的高溫。用一層能產生聚變反應的氘，把一個原子彈包圍起來，就成了氫彈。當原子彈爆炸時，產生的熱能夠引起氘的聚變，這就是氫彈爆炸。由於熱核反應難以控製，所以把核聚變能轉變成動力，就成了科學家努力的方向之一。
熱核反應通常發生在天體中，它是宇宙能量的重要來源之一。太陽中進行的就是氫原子核不斷變成氦原子核的聚變反應。自從人類第一次實現了“不可控的”熱核聚變——氫彈爆炸以來，人們一直在努力探索實現“受控核聚變”的方法。氫彈是用裂變反應的高溫來引發的，是一種爆炸式的熱核反應。要熱核反應不爆炸，亦即要實現受控熱核反應，以便利用它釋放的巨大能量。
近年來，模仿氫彈爆炸的物理過程，提出了一種微型熱核爆炸的概念，希望每一次爆炸釋放的能量不是太大。在這方麵，用激光束和相對論性電子束來引發微型熱核爆炸有很大的進展。中國第一個準穩態環形強磁場受控熱核反應實驗裝置已經建成並調試運轉，這說明從海洋中的氘進行核聚變得到取之不盡的廉價能源已為期不遠了。
氫能汽車
氫能汽車是以氫為主要能量作為移動的汽車。一般的內燃機，通常注入柴油或汽油，氫汽車則改為使用氣體氫。燃料電池和電動機會取代一般的引擎，即氫燃料電池的原理是把氫輸入燃料電池中，氫原子的電子被質子交換膜阻隔，通過外電路從負極傳導到正極，成為電能驅動電動機；質子卻可以通過質子交換膜與氧化合為純淨的水霧排出。這樣有效減少了其他燃油的汽車造成的空氣汙染問題，高速車輛、巴士、潛水艇和火箭已經在不同形式使用氫。另一方麵能源從來都是個問題，近年來，國際上以氫為燃料的“燃料電池發動機”技術取得重大突破，而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經濟”的發動機。
輕水反應堆
輕水反應堆是以水和汽水混合物作為冷卻劑和慢化劑的反應堆，是和平利用核能的一種方式。輕水堆就堆內載出核裂變熱能的方式可分為壓水堆和沸水堆兩種，是目前國際上多數核電站所采用的兩種堆型。據統計，1992年運行的413座核電站中，輕水堆核電站約占64.15%，裝機容量約占80%，加上正在建設和已經訂貨的輕水堆核電站將占80%，裝機容量將占90%。
用輕水作為慢化劑和冷卻劑的核反應堆被稱為輕水反應堆，包括沸騰水堆和加壓水堆。輕水也就是一般的水，廣泛地被用於反應堆的慢化劑和冷卻劑。與重水相比，輕水有廉價的長處，此外其減速效率也很高。沸騰水堆的特點是將水蒸氣不經過熱交換器直接送到氣輪機，從而防止了熱效率的低下；加壓水堆則用高壓抑製沸騰，對輕水一般加100～160個標準大氣壓（atm），從而熱交換器把一次冷卻係（取出堆芯產生的熱）和二次冷卻係（發生送往渦輪機的蒸汽）完全隔離開來。
汽車用柴油
汽車用柴油是柴油發動機汽車的專用燃料，柴油發動機和汽油發動機相比熱效率高25%～40%，且動力性能好、功率大、耐久可靠、清潔性優。因此，國內車用柴油的需求量一直在迅速上升。柴油機和汽油機的主要區別在於點火方式。柴油機是柴油與被壓縮的高溫空氣相遇後自行著火燃燒，因此它被稱為是壓燃式發動機。汽油機則是混合氣由電火花塞點燃，是點燃式發動機。
選擇使用車用柴油首先要保證它的發火性，即十六烷值必須滿足柴油發動機設計要求。同時，還要保證車用柴油的冷濾點必須低於使用條件下的氣溫，這裏汽車消費者應消除一種誤區，柴油的牌號並不是指柴油所適應的氣候溫度，而是指在某溫度下柴油失去流動性的凝固點。