Hidrojen için iyonlaşma enerjisi mol başına 1312 kilojoule sahiptir. Bu iyonlaşma potansiyeliyle aynıdır ve bir elektronu atomdan çıkarmak için gereken enerjidir. Diğer elemanlar birden fazla iyonlaşma enerjisine sahipken, sonraki elektronları çıkarmak için enerjiyi temsil ederken, bir hidrojen atomunun çıkarılması için sadece bir elektrona sahiptir. İyonlaşma enerjisi, atomun kimyasal reaksiyonlara katılma yeteneğini ölçer.
Bir numaralı atomu olan hidrojen, tüm atomların en basitidir. Elektriksel olarak nötr atomlar tek bir proton ve bir arada tutulan elektronu içerir. Bununla birlikte, yeryüzünde hidrojen monatomik halde nadiren bulunur. Hidrojen atomu, bileşikler oluşturmak için elementel hidrojen gazı oluşturan bir başka hidrojen atomu veya başka bir elementel atomla birleşir.
İki atomlu hidrojen atomları arasındaki bağın kopması çok zordur. 25 santigrat derecede, mol başına 435.88 kilojoule entalpiye sahiptir. Sıcaklığın 2.730 dereceye yükseltilmesi, bu bağın ayrışmasını yüzde 7.85'e yükseltir. Bununla birlikte, monatomik hidrojen oldukça reaktifdir ve hemen hemen diğer tüm elementlerle birleşebilir.
Protium'un nötronu yoktur ve hidrojen izotoplarının en boludur. Diğer izotoplar bir veya daha fazla nötron içerir.
