自然界中的氫以氕（1H）、氘（2H）、氚（3H）三種同位素的形式存。

氕：原子質量為1的普通的輕氫同位素。

氫的同位素之一，符號H。質量數1。它是氫的主要成分。

氕（1H）通常稱為氫，它是氫的主要穩定同位素，其天然豐度為99.985%，按原子百分數計，它是宇宙中最多的元素，在地球上的含量僅次于氧，它主要分布于水及各種碳氫化合物中，在空氣中的含量僅為5X10 -5%。氕的原子序數為1，原子量為1.007947。在常溫下，它是無色無臭的氣體。

氘：氫的同位素，其原子量為普通輕氫的二倍，少量的存在于天然水中，用于核反應，并在化學和生物學的研究工作中作示蹤原子。

氘為氫的一種穩定形態同位素，也被稱為重氫，元素符號一般為D或2H。質量數2。它的原子核由一顆質子和一顆中子組成。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一，用于熱核反應。

重氫在常溫常壓下為無色無嗅無毒可燃性氣體，是普通氫的一種穩定同位素。它在通常水的氫中含0.0139%～0.0157%。其化學性質與普通氫完全相同。但因質量大，反應速度小一些。

氚：氫的放射性同位素，原子量為普通氫的三倍，半衰期12.5年，蛻變時放出β射線后形成質量數為三的氦。用中子轟擊鋰可產生氚。

氫的同位素之一，即"超重氫"。符號T，質量數3。具有放射性。自然界中存在極微，從核反應制得。主要用于熱核反應。