碳-氫鍵為什麼物質必備的部分？
有機化合物
雖然氫氣在標準條件下的反應性不高，但它卻可以和大部份元素形成化合物。氫可以和電負性更高元素結合，如鹵素和氧，這些化合物中的氫帶有部份正電荷。氫與氟、氧和氮結合而成的分子之間可以形成氫鍵。這種中等強度的非共價化學鍵，正是許多生物分子能夠穩定存在的原因。氫也可以和電負性更低的元素結合，如各種金屬和類金屬，這些化合物稱為氫化物，其中氫帶有部份負電荷。氫和碳可形成名目繁多的化合物，稱為碳氫化合物，又稱烴；再加上各種雜原子，所能形成的化合物數量則更大。由於這些物質和生物息息相關，所以統稱有機化合物。有機化學是對此類化學物屬性的研究，而對有機化合物在生物體中的作用之研究，則稱為生物化學。根據某些定義，有機化合物囊括所有含有碳的化合物。然而，大部份有機化合物同時也含有氫，而且是其中的碳-氫鍵賦予了它們獨特的化學性質，因此在另一些定義中，有機化合物必須含有碳-氫鍵。現在已知的碳氫化合物以數百萬計，它們的合成途徑一般都十分複雜，而且很少會直接使用單質氫。
氫在不同情況下都會對人體造成危險。與空氣混合時，氫氣會輕易燃燒和爆炸，而純氫氣則會使人窒息。洩漏到空氣中的氫氣無色無味，且可以自燃，產生高溫但無色的火焰，因此有意外灼傷的可能性。液氫的溫度極低，所以和其他低溫液體一樣有一定的危險性，比如會引致凍傷。氫氣可以溶解在多種金屬之中，除了可能的洩漏以外，氫氣還會造成金屬的氫脆現象，引致材料爆裂。氫的許多性質都受到了其自旋異構體比例的影響。不少數據所描述的是處於平衡態的氫氣，但氫氣有時需要幾天乃至幾週的時間才會達致平衡，所以它的安全數據可能和現實中的氫氣有所差別。另外，容器的形狀，也會大大影響氫氣的爆炸臨界溫度和壓力。
化學家和核子物理學家對於「純元素」會有不同的定義。在化學上，純元素是指物質中全部的原子都有相同的原子序，或是質子個數相同。不過在核子物理上，純元素是指物質中只有一種穩定的同位素。例如，銅纜中若99.99%的成份都是有29個質子的銅原子，以化學層面來看，即為有99.99%純度的銅。不過一般的銅包括了二種同位素，69%的銅-63及31%的銅-65，兩者中子數不同。相對的，金塊在化學上或是在核子物理都是純元素，因為一般的金只由一種同位素金-197組成。化學上的純元素，其原子之間結合的方式可能不只一種，因此純元素也會存在多種化學結構，也就是原子在空間中會有不同的排列方式，這些稱為同素異形體，其性質也有所變化。例如碳的同素異形體中，鑽石是在每個碳原子的周圍都有以四面體結構互相連接的碳，而石墨是由碳原子組成的六角狀層狀結構，石墨烯只有單一層的石墨，但強度非常高，富勒烯的幾何外形幾近於球體，碳奈米管是由六角形結構組成的細管，但其電氣特性又和其他的同素異形體不同。
生物燃料，生質燃料或生態燃料，泛指由生物質組成或萃取而成的固體、液體或氣體。生物質可以用三種不同的轉化方法轉化為易於利用、含有能量的物質，包含：熱轉化，化學轉化，和生物化學轉化。此生物質轉換可能會產生固體，液體或氣體的形式，而這種新的生物質可用作生物燃料。所謂的生物質係指有機活體或者有機活體新陳代謝的產物，例如牛糞。不同於石油、煤炭、核能等傳統燃料，這種新興燃料是可再生燃料。因為油價上漲和能源安全的需要，生物燃料越來越受歡迎。然而，根據歐洲環境署，生物燃料並不一定能減緩全球變暖。生物燃料其中一種定義是「至少80％的體積是由十年內生產的有機活體物質提煉出的燃料。」