尽管本书主要内容将围绕氢气分子生物学，以氢气的生物学效应为中心进行阐述。本人认为，氢元素的特点、氢气发现的历史以及氢气的物理化学性质，特别是熟悉和了解和生物学效应关系密切的相关性质，这对于深入理解氢气的生物学作用机制是非常重要的基础，所以是我们首先必须了解的，因此本书第一章将分别介绍氢元素的形成、氢气的发现历史和氢气的物理化学性质，这些知识不少读者都已经比较熟悉，就算是温故而知新吧。

德国著名天体物理学家格哈德曾经说过“氢是宇宙中最重要的成分”。宇宙的有形物质成分绝大多数是由结构最简单的氢元素组成，大部分氢原子是由一个质子为原子核和一个核外电子组成。人类是自然界最复杂的物质形式，组成人体的物质也主要是由氢元素为主的有机分子和水分子组成的。作为人体和宇宙中含量最多的元素，氢气是该元素最简单的存在形式，受人类自身知识和各种因素限制，过去人类一直对氢气的生物学效应研究很少，最近的研究发现氢气具有非常神奇的生物学效应，甚至可能隐藏着巨大的生物学秘密。

氢气在水中的溶解度非常低，但仍可以达到0.9 mM，氢气在脂肪中的溶解度可以达到2 mM，这样的浓度范围在生物学体系中是常见的物质浓度，也是氢气具有生物学效应的浓度基础。氢气是一种化学性质比较稳定的气体分子，具有许多物理和化学性质，其中最显著的化学性质是还原性，过去长期的观点认为生物体系中不具备直接和许多物质发生的温度和浓度等条件，但是不发生或很难发生化学反应并不是产生生物学效应的唯一条件，甚至生物体系中可能存在一些我们不熟悉的能促进氢气和其他物质发生反应的催化条件，是氢气发挥生物学效应的真正化学基础。