Izgaranje vodika je proces u kojem vodik reagira s oksidacijskim sredstvom i izgara. Izgaranje vodika je egzotermno izgaranje, što znači da oslobađa toplinsku energiju. Endotermni procesi, s druge strane, apsorbiraju energiju. Vodik gori na temelju kemijske formule 2H2 + O2 → 2H2O, što znači da reagira s kisikom. Iako to nije prikazano u kemijskoj jednadžbi, potreban je unos energije za početak reakcije, koja oslobađa značajnu količinu energije kada se provede do završetka.
Reakcije izgaranja češće se jednostavno nazivaju gorenjem. Postoje dva dijela koja su bitna za reakcije izgaranja, uključujući izgaranje vodika: gorivo i oksidacijsko sredstvo. Uz unos topline, vodik reagira s kisikom i oslobađa toplinu i svjetlosnu energiju. Krajnji produkti reakcije uključuju vodenu paru i toplinu. Unos topline je neophodan za prevladavanje privlačnih sila između atoma i molekula; oslobođena energija dolazi od energije koja je bila pohranjena u kemijskim vezama koje se prekidaju tijekom reakcije.
Izgaranje vodika pokazalo je određeni potencijal za pogon automobila i proizvodnju energije za zadovoljavanje drugih ljudskih potreba. Međutim, zbog potrebnog unosa energije i relativno niske izlazne energije, teško ju je učinkovito iskoristiti. Fosilna goriva se češće koriste za gorivo i energiju, ali je opskrba takvim gorivima vrlo ograničena i njihovim izgaranjem oslobađaju se štetni plinovi u atmosferu. Vodik je, s druge strane, vrlo bogat resurs koji proizvodi vodenu paru samo kada se izgara. Kao takva, energetska istraživanja postižu značajan napredak u razvoju gorivnih ćelija na bazi vodika; neki su već korišteni u automobilima u različitim stupnjevima učinkovitosti.
Iako je to još uvijek relativno novo područje istraživanja, postoji nekoliko različitih vrsta vozila koje su napravljene da koriste izgaranje vodika zbog svoje čistoće i obnovljive prirode. Velike količine vodika zapravo se koriste za lansiranje svemirskih šatlova u svemir. Manja vozila, kao što su čamci i motocikli, također su napravljena da koriste izgaranje vodika.
Jedan poznati primjer izgaranja vodika je Hindenburgova eksplozija. Hindenburg je bio zračni brod koji je držan u visini ogromnim količinama vodika. Nešto na zračnom brodu izazvalo je eksploziju koja je zapalila vodik, uzrokujući nasilnu eksploziju masivnog zračnog broda, ubivši 35 ljudi. Iznesene su mnoge različite teorije koje objašnjavaju iznenadnu eksploziju, ali pravi uzrok nikada nije bio konačno utvrđen.