L'idrogeno è l'elemento con la struttura atomica più semplice: è costituito da un solo protone e un solo elettrone.

È l'elemento più abbondante della Galassia e dell'Universo. A seconda dei valori di densità, dimensioni e temperatura di una determinata nube, l'idrogeno in essa contenuto può presentarsi sotto diverse forme: neutro (indicato con HI), ionizzato (HII) o molecolare (H₂). A seconda della forma predominante in cui si trova l'idrogeno , si possono distinguere diversi tipi di nubi interstellari:

• Regioni HI: nubi di idrogeno neutro, caratterizzate dall'emissione della riga caratteristica a 21 cm (1420MHz); nella figura in alto, la mappa del piano della Via Lattea [Crediti: J. Dickey (UMn), F. Lockman (NRAO), SkyView];
• Regioni HII: nubi dove l'idrogeno viene ionizzato dalla radiazione ultravioletta emessa dalle stelle giovani, blu e calde (dei tipi OB, nell'angolo superiore del diagramma H-R) che si sono formate al loro interno;
• Nubi molecolari: regioni più dense, considerate il sito ideale per la formazione stellare; a questa categoria appartengono le nubi oscure, i Globuli di Bok, le nubi molecolari giganti;

Solitamente ci si riferisce alle nubi di idrogeno neutro e ionizzato come nubi diffuse, mentre alle nubi molecolari come nubi dense.

Oltre a rappresentare il "mattone" fondamentale per la massa dell'Universo, l'idrogeno svolge un ruolo fondamentale ni processi di fusione nucleare all'interno delle stelle.