Como o próprio nome indica, o hidrogênio foi observado pela primeira vez na água. A água consiste em um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de hidrogênio. A abundância de água na Terra a torna a fonte mais comum de hidrogênio do planeta. O hidrogênio puro é raro na Terra, entretanto, devido à sua propensão a reagir na presença de oxigênio e precipitar como vapor de água.
O hidrogênio atômico e molecular são mais comuns fora da Terra. O hidrogênio é o principal constituinte do Sol, assim como da maioria das outras estrelas, e pode ser observado em grandes quantidades em todo o universo. Freqüentemente, o hidrogênio forma o principal componente de certas nebulosas, os chamados "berçários estelares", que incubam a próxima geração de estrelas.
O hidrogênio também é o principal componente da atmosfera de planetas gigantes gasosos. Júpiter, Saturno, Urano e Netuno têm uma proliferação de hidrogênio e vários compostos de hidrogênio em sua química. Essa química rica em hidrogênio é uma distinção importante na descrição de um planeta. Como o hidrogênio e o oxigênio não podem ser mantidos em equilíbrio na mesma atmosfera, pode-se descrever um planeta pelo qual o gás domina seu ar. Diz-se que um mundo rico em oxigênio, como a Terra, tem uma atmosfera oxidante, enquanto um mundo rico em hidrogênio, como Júpiter, tem uma redutora.
