Hlavné použitie je v ropnom priemysle a pri výrobe amoniaku Haberovým procesom. Časť sa používa aj inde v chemickom priemysle. Trochu sa používa ako palivo, napríklad v raketách pre kozmické lode. Väčšina vodíka, ktorý ľudia používajú, pochádza z chemickej reakcie medzi zemným plynom a vodnou parou.
Jadrová fúzia
Jadrová fúzia je veľmi výkonný zdroj energie. Spočíva v spájaní atómov, aby sa vytvorilo hélium a energia, presne tak, ako sa to deje vo hviezdach, ako je Slnko, alebo vo vodíkovej bombe. Na jej spustenie je potrebné veľké množstvo energie a zatiaľ to nie je jednoduché. Veľkou výhodou oproti štiepeniu jadra, ktoré sa používa v dnešných jadrových elektrárňach, je, že pri ňom vzniká menej jadrového odpadu a nepoužíva sa toxické a vzácne palivo, ako je urán. Na Slnku sa každú sekundu uskutočňuje fúzia viac ako 600 miliónov ton vodíka.
Spaľovanie vodíka
Elektrolýza vody rozkladá vodu na vodík a kyslík pomocou elektrickej energie. Horiaci vodík sa spája s molekulami kyslíka a vzniká para (čistá vodná para). Palivový článok spája vodík s molekulami kyslíka, pričom sa uvoľňuje elektrón ako elektrická energia. Z týchto dôvodov mnohí ľudia veria, že vodíková energia časom nahradí iné syntetické palivá.
Vodík sa môže používať aj ako palivo v palivovom článku alebo sa môže spaľovať na výrobu tepla pre parné turbíny alebo spaľovacie motory. Vodík sa môže vyrábať z mnohých zdrojov, ako je uhlie, zemný plyn alebo elektrina, a preto predstavuje cenný doplnok energetickej siete; v rovnakej úlohe ako zemný plyn. Takúto sieť a infraštruktúru s vozidlami na palivové články v súčasnosti plánuje viacero krajín vrátane Japonska, Kórey a mnohých európskych krajín. Týmto krajinám to umožňuje nakupovať menej ropy, čo predstavuje ekonomickú výhodu. Ďalšou výhodou je, že pri použití v palivovom článku alebo spaľovaní v spaľovacom motore ako vo vodíkovom aute motor nespôsobuje znečistenie. Vzniká len voda a malé množstvo oxidov dusíka.
