Secondo le teorie correnti l'idrogeno viene prodotto durante il Big Bang. Quando l'universo si raffredda sufficientemente si formano protoni e neutroni stabili. I protoni sono sostanzialmente i nuclei dell'atomo di idrogeno. Protoni e neutroni si legano quindi a formare atomi degli elementi più leggeri (fino al berillio).

La nucleosintesi primordiale produce il 25% di elio-4, circa l'1% di deuterio, e tracce di litio e berillio.

La durata di questo processo di produzione di elementi diversi dall'idrogeno è di circa 3 minuti*. Dopo i primissimi secondi di vita dell'universo, la temperatura scenda a circa un miliardo di gradi. In questi minuti si formano protoni, e nuclei di
deuterio che poi si fondo a formare nuclei di elementi più pesanti, soprattutto Elio. Dopo questo periodo la produzione di nuclei di elementi più pesanti avviene nelle stelle dove la pressione e la temperatura sono tali da consentire processi complessi.
Gli elementi più pesanti del ferro sono prodotti dalle esplosioni di supernova.

Gli *atomi* di idrogeno si formano più tardi, quando l'universo ha circa 300000 anni, la temperatura scende sotto i 4000 gradi e i nuclei possono catturare gli elettroni (un atomo di idrogeno è formato da un protone e da un elettrone).

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* "I primi tre minuti" è anche il titolo di un piacevolissimo libro di Steve Weinberg che descrive appunto cosa avviene quando l'universo inizia a raffreddarsi, a partire dai primi istanti dopo il Big Bang.