氢原子是最小的原子，由一个质子和一个电子组成。在标准条件下，氢气分子是由两个氢原子通过共价键连接而成的。由于其分子中只有两个原子，氢气分子非常小，其直径仅为0.74埃（1埃=1×10^-10米），相当于1万分之1毫米的大小。这意味着即使在微观领域，氢气分子也被认为是微小的，而且由于它的尺寸非常小，对于许多化学反应有着重要的影响。

在纳米技术等领域中，氢分子也被广泛应用于其微小尺寸所带来的独特性质。