氢长期以来生物学家误认为它是生理上的惰性气体，不能与生物体内的物质发生反应，氢具有选择性抗氧化作用的发现，彻底推翻了氢属于生理性惰性气体的传统观点。

但是，目前绝大部分的研究集中在氢防治疾病的现象观察上面，对其作用机理基本处于研究起步阶段，仍是以氢抗氧化，从而发挥抗炎、抗细胞凋亡为基础，许多现象尚难解释，随着对其作用机制研究的不断深入，很可能还有其它未知的重要作用。

氢具有高度生物膜穿透性和细胞内弥散能力，能进入细胞核和细胞浆内的各种细胞器结构，包括线粒体，既能进入正常的组织，也能进入缺血性区域，还能透过血脑屏障，这是一般的抗氧化剂和化学药物所无法达到的。

氢的还原性较弱，仅选择性中和活性强和毒性强的活性氧(例如•OH)，而对其他参与正常信号调节的自由基如•O2-和H2O2无不良影响。

低浓度的•O2-和H2O2可作为信号分子，调节细胞增殖、分化和凋亡。抗氧化剂如维生素C或E虽然具有强还原特性，但可破坏正常的ROS，可能会干扰正常的细胞信号传导。

有些研究报道，在较高浓度下，H2O2在髓过氧化物酶作用下转化为次氯酸，可以防止细菌入侵，NO作为神经递质发挥作用，对血管扩张至关重要。

过量的抗氧化剂可破坏上述重要的防御机制，从而增加疾病包括癌症患者的患病率和死亡率，而氢没有这些毒副作用。

H的活性相当低，在没有催化剂或体温的情况下表现为惰性气体。H与大多数化合物不起反应，包括室温下的氧气。

氢仅在高于527℃的温度下易燃，并且仅在H浓度的爆炸范围内(4%~75%)时，才通过与O2的快速链式反应而发生爆炸。

《黄帝内经》中表述癌肿是“毒”的大集大聚，包括热毒和湿毒等。中医最常用的疗法就是“解毒”，何为“毒”?现代生物医学认为体内最强大的“毒”就是毒性ROS。

许许多多致病因素，无论是物理因素(例如电离辐射、紫外线)、化学因素(例如化学毒素)、生物因素(例如细菌、病毒感染及其释放的生物毒)，还是异常免疫性(例如类风湿性关节炎)，均可促发毒性ROS产生。

炎症是许多疾病和亚健康状态的重要原因之一，癌症也被认为是一种慢性非可控性炎症，也有观点认为癌症实际上是一种经久不愈的炎症性伤口2001年法国Gharib等报道，吸入高浓度氢治愈了寄生虫引起的肝脏炎症，提示氢具有抗炎症特性。

许多细胞学试验表明，在H从培养体系中消失之后很长时间内胞对施加的攻击(例如毒素、辐射、损伤等)仍具有抵抗力，说明H的抗炎症作用具有持久性。

H的抗炎症作用主要通过下调各种促炎症性和炎症性细胞因子来实现，包括白介素（IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-a、细胞内细胞黏附分子(ICAM)-1、高迁移率组框(HMGB)-1、核因子(NF)-KB和前列腺素(PG)E2。

凋亡就是细胞程序性死亡，是细胞的一种缓慢、自然的死亡方式。细胞凋亡和新生相互平衡。

凋亡太少，细胞数量不断增多就可形成肿瘤，但凋亡过多，器官结构和功能就会受到损害，疾病就可形成，生命机能就不能维持。2017年中国Ge等综述了H能显著减少缺血、梗死、中毒、炎症引起的细胞凋亡，实施胞保护的基础和临床资料。

H抑制细胞凋亡的机制主要是抑制Caspase-3和-12的活性。此外，H2尚能抑制促凋亡因子和Bax的表达，上调抗凋亡因子和Bcl-2的表达。

2012年中国Hou等报道，H可激活神经元内抗凋亡蛋白激酶B，具有神经保护作用。2011年日本Nakai等总结并报道了饮用氢水可改变超过00种生物分子的功能，进而影响超过1000种基因的表达。

生命是由物质(肉体)、能量和信号构成的。没有信息的传导、联系和沟通，生命过程就不可能进行。H可影响多个信号通路。作为气体信号调节剂，H的作用涉及信号分子网络。

急性肺损伤、支气管哮喘、慢性阻性肺病、支气管扩张、放射性肺炎、肠缺血再灌注性肺损伤、肺移植；

脑梗死、帕金森病、阿尔茨海默氏症、脑一氧化碳中毒、暂时性脑缺血、脑供血、蛛网膜下腔出血、心博骤停后脑损伤；

急性心肌梗死、心脏移植、心肌病、动脉粥样硬化、高血压病、心脏骤停苏醒后；

多种肝损伤、肝纤维化、肝缺血再灌注、放射性肝损伤、肝移植、急性胃黏膜损伤、急性胰腺炎、脂肪肝；

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皮肤理化损伤、视网膜缺血、视网膜变性、听力障碍；

实质性肿瘤、放/化疗副反应、癌前预防；

脑缺氧、脑病、先兆流产、胎儿炎症反应综合征。