L'acqua ha una particolarità : le molecole tendono a vincolarsi formando  legami detti "a idrogeno" a causa della differente elettronegatività tra l'atomo di idrogeno di una molecola e quello di ossigeno di un'altra. Ad alta temperatura questi legami sono rotti dall'agitazione molecolare in tempi brevissimi, ma al diminuire della temperatura la loro vita media aumenta. Viene così a formarsi una "rete" di legami tra le varie molecole che tende ad aumentare la loro distanza reciproca. L'effetto è particolarmente vistoso sulla densità che, al diminuire della temperatura, raggiunge un massimo a circa 4 gradi centigradi per poi diminuire a temperature più basse.