El catión trihidrógeno es de hecho una especie estable. En realidad, es un complejo entre un protón y una molécula H2 , que forma un triángulo equilátero construido con estados de resonancia. Sin embargo, este triángulo de átomos de hidrógeno se vuelve menos estable cuando se le agrega un electrón. Por lo tanto, un átomo de hidrógeno por sí mismo no se unirá con una molécula de hidrógeno intacta, sino que un protón despojado de su electrón puede. 
Esta especie catiónica es una de las especies moleculares más abundantes en el universo, donde prospera bien en el espacio exterior. Fue descubierto por primera vez por el chico que también descubrió el electrón y los isótopos, JJ Thomson. Existen otras especies catiónicas similares a esta especie, pero son menos abundantes. Dentro del triángulo de los átomos de hidrógeno, solo dos electrones se comparten entre los tres átomos de hidrógeno. Agregarle un electrón romperá el complejo, por lo que no existe H3 neutral. Podemos encontrar fácilmente H3 + en gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno. H3 + se forma en las descargas de hidrógeno del plasma, donde algunas de las moléculas de hidrógeno se dividen en protones, después de que sus electrones se eliminan.
Un átomo de H intacto no formará esta molécula, sino un protón o H +, con una molécula de H2 intacta.