O gás hidrogênio é moderadamente solúvel em água. A 25 graus Celsius e uma pressão parcial de uma atmosfera, o gás hidrogênio tem uma solubilidade de fração molar de 0,00001411 em água pura. Um litro de água dissolve cerca de 0,00078 moles de hidrogênio a uma pressão parcial de uma atmosfera.
Como o gás hidrogênio é uma molécula apolar, ele não forma prontamente ligações de hidrogênio com as moléculas de água, tornando-o pouco solúvel em água. A solubilidade do hidrogênio em água é comparável à solubilidade do nitrogênio ou do gás oxigênio, ambos apolares. Os gases polares, como o dióxido de carbono, exibem valores de solubilidade 100 vezes maiores que os do hidrogênio.
