本発明の水素ガス冷却装置は、水素ガスと液化ガスとの間で熱交換を行って水素ガスを冷却する熱交換器と、この熱交換器に供給される液化ガスを貯えるヘッドタンクを備え、前記熱交換器は、二重管構造であって、内管側に水素が流れ、外管側に液化ガスが満たされ、二重管の管軸が鉛直方向または斜め方向になるように配され、前記ヘッドタンクからの液化ガスを供給する液化ガス供給管が外管の底部に接続され、外管の底部よりも上方の位置に液化ガスを前記ヘッドタンクに戻す戻り管が設けられ、前記ヘッドタンクは、その底部が前記熱交換器の頂部を越える上方に位置している。