近几十年来，我们对气体分子的了解越来越深入，包括硫化氢、一氧化氮和一氧化碳。1998年三位科学家曾因为研究一氧化氮的生物学效应获得生理医学诺贝尔奖。硫化氢和一氧化碳也是随后被发现的生物气体信号分子，在机体内发挥重要功能。

氢气没有任何毒性，是和三种信号气体分子的最大区别。

气体吸入进行疾病治疗近来引起关注。硫化氢、一氧化氮和一氧化碳是在生物系统中发挥重要作用的信号分子，但是这三种气体都是毒性非常强的分子。在生理情况下，这些气体具有生理功能，但是作为治疗用气体，非常容易因为剂量控制不好导致中毒。在毒性方面最突出的是硫化氢，其治疗剂量和中毒剂量非常接近。

潜水医学研究早就证明，即使高浓度氢气也没有任何细胞毒性。吸入高浓度氢气的安全标准早就已经确立，高压氢气实际上被用于深潜水混合气体以避免潜水减压病和动脉气栓的发生。氢气在潜水领域的应用说明其对人体的巨大安全性，氢氦氧呼吸混合气体用来预防深度技术潜水过程中潜水减压病和氮麻醉的发生，混合气体中氢气、氦气、氧气的含量分别为49%、50%和1%。

哺乳动物细胞不能产生氢气。

一氧化氮、硫化氢和一氧化碳由不同酶催化产生，分别为一氧化氮合成酶、胱硫醚γ-裂解酶/胱硫醚β-合成酶、血红素氧化酶-1。然而，哺乳动物细胞没有任何催化产生氢气的酶，

氢气的作用方式不同于其他气体信号分子。

细胞色素c氧化酶是一种血红素蛋白，是氧化磷酸化过程中氧气被氧化的关键步骤，机体氧气98%都是因为这一步骤被消耗的。血红素蛋白是硫化氢、一氧化碳和一氧化氮的主要靶标，能阻断这些分子和氧的结合，例如它们都可以抑制细胞色素c氧化酶的功能。研究表明，氢气对细胞色素的氧化型血红素没有作用，这说明氢气和三种气体信号分子的作用方式完全不同。

  氢气可与其他医用气体的联合使用，如氢气与一氧化碳联合治疗通过抗氧化和抗炎作用，可表现出更好的治疗效果。这或许是防止心肌缺血/再灌注损伤的临床可行方案。缺血/再灌注过程中吸入一氧化氮和氢气可以使梗死灶缩小、维持心脏功能，降低一氧化氮吸入引起的心肌硝基酪氨酸的生成。这些研究也表明，氢气的靶分子不同于一氧化碳和一氧化氮。