Waterstofgas (H2) ontstaat altijd wanneer een metaal reageert met water. Deze reactie staat bekend als een metaal-waterreactie of hydrolyse van metalen. De metaalatomen in het metaal verliezen elektronen aan de waterstofatomen in de watermoleculen, waardoor metaalionen en waterstofgas worden gevormd. De reactiviteit van metalen met water varieert afhankelijk van de positie van het metaal in het periodiek systeem. Alkalimetalen (Groep 1) en aardalkalimetalen (Groep 2) reageren krachtig met water bij kamertemperatuur, waarbij metaalhydroxiden en waterstofgas ontstaan. Overgangsmetalen reageren over het algemeen minder krachtig met water, en sommige, zoals ijzer en aluminium, vormen een beschermende oxidelaag die verdere reactie remt.