Die Raumfahrt ist der einzige Transportsektor, in dem Wasserstoff bereits seit mehreren Jahrzehnten umfassend eingesetzt wird. Genau genommen gibt es in diesem Bereich zwei Gebiete, in denen Wasserstoff genutzt wird:

Erstens wird Wasserstoff als Treibstoff für Raketen und Raumfähren genutzt. Das Zentraltriebwerk der Trägerrakete Ariane V verbrennt in der Startphase (600 Sek.) 25 t flüssigen Wasserstoff und 130 t flüssigen Sauerstoff. Fälschlicherweise denken viele Menschen in diesem Zusammenhang immer noch, dass das Challenger-Unglück im Jahr 1986 auf den vorhandenen Wasserstoff ursächlich zurückzuführen ist, was jedoch ein Irrtum ist. Die Explosion, die damals sieben Astronauten das Leben kostete, ging nicht vom Wasserstoff aus, sondern von einer defekten Dichtung zwischen zwei Segmenten einer Hilfsrakete mit Festtreibstoff. Eine aus der Rakete seitlich austretende Stichflamme beschädigte den Haupttank, so dass es zur Entzündung des mitgeführten Wasserstoffs kam. Der Hergang wäre ähnlich gewesen, wenn sich statt Wasserstoff ein anderer Treibstoff im Tank befunden hätte.

Das zweite Anwendungsgebiet ist die Bordversorgung mit Energie und Wasser. Im Jahr 1963 wurde Wasserstoff das erste Mal in alkalischen Brennstoffzellen für die Raumfahrt eingesetzt (Gemini-Mission der NASA), um an Bord Strom, Wärme und gleichzeitig auch Wasser zu erzeugen. Auch in den folgenden Apollo-Missionen und Space-Shuttle-Flügen ab 1968 war Wasserstoff stets mit dabei.

Das heißt keinesfalls, dass hier das Ende der Entwicklung erreicht ist. Auch die Idee der Wasserstofferzeugung mit Solarstrom kommt aus der Raumfahrt. Wenn es eines Tages zu einer bemannten Marsmission kommt, könnte dort ein Solar-Brennstoffzellen-System mit geschlossenem Wasserskreislauf die Bewohner mit Energie versorgen. An derartigen Ideen forscht unter anderem das DLR.