氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源载体，在全球气候变化和能源转型的大背景下，正逐步成为推动能源结构改革、实现碳中和目标的重要力量。氢能产业包括氢气制备、氢气储运和氢气应用三个主要环节，其中氢气制备是产业的基础，主要包括化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢等多种方式；氢气储运是连接氢气制备和应用的桥梁，包括高压气体储运、液态储运、固态储运等多种技术路线；氢气应用则是氢能产业的价值体现，涉及交通、工业、电力、建筑等多个领域。
全球氢能产业正处于快速发展阶段，技术创新是推动产业发展的重要动力。预计到2030年，全球氢能及燃料电池产业规模将达到5000亿美元，2050年达到2.5万亿美元。中国是全球最大的氢气消费国，占全球氢气使用量的近30%。当前全球氢气使用最多的领域还是集中在冶炼和工业方面。到2030年，全球氢气消耗量将达到1.5亿吨，近四成的氢气将应用于新领域，包括交通、复合燃料、电力等等。
中国制氢总规模保持快速增长。预计到中国制氢年产量将达到，绿氢项目的比例将达到。同时，制氢成本也随之下降，到绿氢的成本将降到。中国绿氢项目大部分集中在东北、西北、华北，主要以碱性电解槽技术为主。到2035年，吉林省的绿氢总产量将超过内蒙古。
工业是当前脱碳难度较大的应用部门，工业燃料通过电气化可实现部分脱碳，但是工业原料直接电气化的空间有限。在氢冶金、合成燃料、工业燃料等的带动下，2060年工业部门氢需求量将到7794万吨，接近交通领域的两倍。
交通领域是当前氢能应用相对比较成熟的领域。交通领域的应用包括汽车、航空和海运等，目前氢燃料电池汽车是交通领域的主要应用场景，往后氢内燃机有望在重卡、船舶、航空等领域取得独特优势。
氢气作为一种清洁能源，根据不同的生产方式和碳排放水平，被分为灰氢、蓝氢、绿氢以及白氢，绿氢是有太阳能、风能等可再生能源获得，事情全球能量转型的发展重点，值得特别关注的是新发现的天然氢，称之为白氢或金氢，被《科学》杂志列为2023年度十大科学突破之一，成为2023年最重要的科学发现，是氢能未来发展趋势之一。
氢气在常温常压下为气体，体积密度小，但氢的热值很高，热能高达142.351 kJ/kg, 是汽油的3到4倍，这也是人们把氢作为未来能源的重要原因之一。氢气在自然界中不是天然存在的物质，需要制取才可以获得，但原料来源广泛易得。氢气具有非常丰富的应用场景且无污染，它可以作为运输的动力源（如燃料电池）使用，也可作为热电联供系统的燃料或作为工业原料生产工业产品如氨醇等衍生物，在电力系统“源-网-荷-储”的储能领域中可用作长周期、跨季节、大规模的储存能源，弥补其他可再生能源的不足。氢气从获取到应用，都具备独一无二的优势，因此氢气被称为终极能源。
氢能产业发展前景广阔，但仍面临诸多挑战，如技术成熟度不足、成本高昂、基础设施建设滞后等。同时，氢能安全的监测与管控也面临着巨大的挑战，规范化和市场化发展不足，国内标准与国际标准接轨不足，限制我国产品在国际市场的竞争力。
