化石燃料的大量消耗已造成了温室气体的过度排放，引起了严重的环境问题。优化能源结构、开发清洁能源实现“低碳”发展迫在眉睫。氢能是能够替代传统化石燃料最理想的燃料之一。在对氢能基本概述的基础上，详细综述了氢能在燃料领域和非燃料领域中的应用情况；其中，作为燃料方向的应用包括燃料电池、热力发电厂和航空器，作为非燃料方向的应用包括化工合成、石油炼制和冶金工业等。在燃烧应用方面，燃料电池结构需进一步优化；需开展掺氢天然气燃烧器的设计以及掺氢燃烧的大型化研究；同时需开发氢与其他航空燃料混燃技术，以提高氢能的航空适用性。在非燃烧应用方面，当氢用作化工原料时，需考虑氢源成本；用作石油炼制和冶金工业还原剂使用时，需考虑氢还原催化剂的寿命问题。对氢安全和氢能应用现存的技术挑战进行了论述，无论是燃烧还是非燃烧应用，均需格外注意氢安全；论文同时对氢能未来应用发展方向进行了展望。