Vodík je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru. Vyskytuje se v plynném obalu Slunce a stálic i v mlhovinách. Na Zemi existuje pouze ve sloučeninách. Největší množství vodíku je vázáno ve vodě, která pokrývá dvě třetiny zemského povrchu. Vodík patří mezi prvky, které tvoří základ veškeré živé hmoty. Přírodní vodík je směsí tří izotopů: lehkého vodíku neboli procia, těžkého vodíku - deuteria a tritia.
Deuterium, pro které se běžně používá značka D, se v přírodě vyskytuje ve vodě ve formě D2O. D2O, tzv. těžká voda, se používá v jaderných reaktorech ke zpomalování rychlých neutronů, uplatňuje se jako tzv. moderátor.
Tritium - značka T - se vyskytuje v horních vrstvách atmosféry, kde vzniká jadernou reakcí. Pokusné jaderné výbuchy v atmosféře, které byly zahájeny v roce 1954, způsobily stonásobné zvýšení obsahu triria v protředí. Po zákazu těchto zkoušek se však jeho koncentrace, díky přirozenému rozpadu, vrátila na původní úroveň.