氢在常温常压下为气态，密度仅为空气的1/14。氢的储存是实现大规模利用氢能的必须解决的关键技术问题之一。
一般，储氢方式可以分为高压储氢、液化储氢、金属储氢、液态储氢和吸附储氢等形式。
衡量氢气存储技术好坏的依据包括有储氢成本、储氢密度和安全性等几方面。
加压压缩是最常见的一种储氢技术，是比较传统而成熟的方法。
具有储氢罐结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、充装速度快等优点，但其一般储氢效率很低，加压到15MPa时储氢密度不超过3%。
压力过高使得该技术存在较大的安全隐患，安全成本也很高。
对于氢能汽车中的高压储罐，一般有35Mpa和70Mpa两种，采用碳纤维复合材料组成的新型轻质耐压储氢容器：铝内胆外面缠绕碳纤维的材料。
液化储氢是将纯氢冷却至-253℃，使之液化储存。液态储氢具有较高的体积能量密度，常温、常压下液氢的密度为气态氢的845倍，其体积能量密度比压缩储存要高好几倍。
70MPa的高压氢气密度为39.062kg/m3，液氢的密度为70kg/m3，所以液化储氢的储氢密度较高。
但氢气液化成本较高，一般地1kg氢液化需要消耗17kWh电力。此外，液氢储存容器必须使用超低温用的特殊容器，这也造成了液化储氢成本较高。
某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。
其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，成为储氢合金。
常用的储氢合金有：稀土系（AB5型）、钛系（AB型）、锆系（AB2型）、镁系（A2B型）四大系列。
储氢合金的优点是有较大的储氢容量，安全性好。储氢合金一般单位体积储氢密度是气态氢的1000倍，其单位体积储氢密度可高达40~50kg/m3。
该方法的缺点是质量储氢密度低（多数金属储氢质量密度仅为1.5~3%），而且储氢合金存在易粉化、能量衰减和变质等问题。
吸附储氢是一种物理储氢方式，氢分子被吸附存储在材料中。目前常用的吸附材料以碳材料为主，包括活性炭、高比表面积活性炭、碳纳米管等。
其中，碳基储氢材料的碳纳米管比表面积大，低温储氢性能优良，但在常温或高温下氢会析出，储氢密度较低。如何提高材料吸附能力和储氢效率是该方式的关键。
液态储氢是利用有机液体氢化物作为氢能载体实现氢能安全高效可逆的存储。
液态储氢技术从理论上是储氢密度最高的储存技术，储氢量相当高，同时运输方便，危险性小。一般地，甲醇是比较理想的储氢剂。
甲醇（CH3OH）是最简单的有机化合物之一，也是最简单的可以人工合成的清洁液体燃料，它可以通过传统化石能源清洁化生产制得，也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得，还可以利用农作物秸秆、动物粪便、有机物等生物质能发酵获得。
此外，相对于气体能源而言，液态甲醇稳定性更高，易于储存，便于运输，是常温常压状态下含氢最丰富的能源，1L甲醇储氢量高达0.1kg，几乎与液氢相当，因此甲醇还是转换终极清洁能源氢能的最佳介质，是实现国家中长期储能的大宗化工原料。
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