氢（原子量：1.00794(7)）共有7个已知同位素，其中有2个同位素是稳定的。它有三个天然的同位素，分别是氕、氘和氚（1H、2H、3H），另外四个同位素都非常的不稳定（4H到7H），只有在实验室制造出来过，半衰期都少于10-21秒，并没有在自然界中出现。氢也是唯一跟其同位素拥有不同名称的元素。虽然其他的元素的同位素在以前也有不同的名称，但是今天已经不再使用了。

氢原子，又称氕（piē），是氢元素的原子，元素丰度达99.98% ，是构造最简单的的原子。电中性的原子含有一个正价的质子与一个负价的电子，被库仑定律束缚于原子核内。在大自然中，氢原子是丰度最高的同位素，称为氢，氢-1 ，或氕。氢原子不含任何中子，别的氢同位素含有一个或多个中子。这条目主要描述氢-1 。

氘（dāo）为氢的一种稳定形态同位素，也被称为重氢，元素符号为D或2H。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一。

氚（chuān），亦称超重氢，是氢的同位素之一，元素符号为T或3H。它的原子核由一颗质子和两颗中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变成为氦－3，其半衰期为12.43年。

氢-4不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和三个中子，半衰期为9.93696×10-23秒 。

氢-4.1结构上类似氦，它包含了2个质子和2个中子，但因其中一个电子被μ子取代，由于μ子的轨道特殊，轨道非常接近原子核，而最内侧的电子轨道与μ子的轨道相较之下在很外侧，因此，该μ子可视为原子核的一部分，所以整个原子可视为:“原子核由1个μ子、2个质子和2个中子组成、外侧只有一个电子”，因此可以视为一种氢的同位素，也是一种奇异原子。一个μ子重约0.1U，故名氢- 4.1(4.1H)。氢-4.1原子可以与其他元素反应，其行为更像一个氢原子不是像惰性的氦原子。

氢-5不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和四个中子，半衰期为8.01930×10-23秒 。

氢-6不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和五个中子，半衰期为3×10-22秒 。制备方法如下：

氢-7不稳定的氢同位素之一，它包含了一个质子和六个中子。它是由质子轰击氦-8同位素而成。在以上核反应中，氦-8的六个中子都给了那个质子，并变成2个质子。它的半衰期为2.3×10-23秒。

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，仅为理论推测，而用括号括起来的代表数据不确定性。