La liaison hydrogène est importante dans de nombreux processus chimiques. La liaison hydrogène est responsable des capacités uniques de solvant de l'eau. Les liaisons hydrogène maintiennent ensemble des brins d'ADN complémentaires, et elles sont responsables de la détermination de la structure tridimensionnelle des protéines repliées, y compris les enzymes et les anticorps.
Un exemple: l'eau

Une façon simple d'expliquer les liaisons hydrogène est avec l'eau. La molécule d'eau est constituée de deux hydrogènes liés de manière covalente à un oxygène. L'oxygène étant plus électronégatif que l'hydrogène, l'oxygène tire les électrons partagés plus près de lui. Cela donne à l'atome d'oxygène une charge légèrement plus négative que l'un ou l'autre des atomes d'hydrogène. Ce déséquilibre est appelé dipôle, ce qui fait que la molécule d'eau a un côté positif et négatif, presque comme un minuscule aimant. Les molécules d'eau s'alignent de sorte que l'hydrogène d'une molécule fait face à l'oxygène d'une autre molécule. Cela donne à l'eau une plus grande viscosité et permet également à l'eau de dissoudre d'autres molécules qui ont une charge légèrement positive ou négative.
Pliage de protéines

La structure des protéines est partiellement déterminée par la liaison hydrogène. Des liaisons hydrogène peuvent se produire entre un hydrogène sur une amine et un élément électronégatif, tel que l'oxygène sur un autre résidu. Alors qu'une protéine se replie en place, une série de liaisons hydrogène "zippe" la molécule ensemble, la tenant sous une forme tridimensionnelle spécifique qui confère à la protéine sa fonction particulière.
ADN

Les liaisons hydrogène sont complémentaires brins d'ADN ensemble. Les nucléotides s'apparient précisément en fonction de la position des donneurs de liaison hydrogène disponibles (hydrogènes disponibles, légèrement positifs) et des accepteurs de liaison hydrogène (oxygènes électronégatifs). La thymine nucléotidique a un site donneur et un site accepteur qui se marie parfaitement avec le site accepteur et donneur complémentaire du nucléotide adénine. La cytosine s'associe parfaitement avec la guanine grâce à trois liaisons hydrogène.
Anticorps

Les anticorps sont des structures protéiques repliées qui ciblent et s'adaptent précisément à un antigène spécifique. Une fois que l'anticorps est produit et atteint sa forme tridimensionnelle (aidée par la liaison hydrogène), l'anticorps se conformera comme une clé dans une serrure à son antigène spécifique. L'anticorps se verrouille sur l'antigène par une série d'interactions, y compris des liaisons hydrogène. Le corps humain a la capacité de produire plus de dix milliards de types différents d'anticorps dans une réaction d'immunité.
Chélation

Bien que les liaisons hydrogène individuelles ne soient pas très fortes, une série de liaisons hydrogène est très sûre. Lorsqu'une molécule d'hydrogène se lie à travers deux sites ou plus avec une autre molécule, une structure cyclique connue sous le nom de chélate est formée. Les composés chélateurs sont utiles pour éliminer ou mobiliser des molécules et des atomes tels que les métaux.