W skład pojedynczej cząsteczki wody wchodzi atom tlenu i dwa atomy wodoru. Różnica elektroujemności pomiędzy tymi atomami wskazuje na to, że między atomem tlenu i wodoru występują wiązania atomowe spolaryzowane. Wiązania te charakteryzują się tym, że w trakcie łączenia się atomów w cząsteczki wody dochodzi do uwspólniania par elektronowych utworzonych przez elektrony walencyjne pochodzące od tlenu i od wodoru. Polaryzacja wiązania wskazuje na to, iż uwspólniona para zostaje przesunięta w kierunku atomu o wyższej elektroujemności czyli w kierunku atomu tlenu. Ponieważ cząsteczka wody ma budowę kątową ( kąt między atomami wodoru wynosi 105 stopni) charakteryzuje się niezerowym momentem dipolowym.

Wiązania między atomami są silne. Aby je rozerwać należy dostarczyć stosunkowo dużo energii. Przejawem tego jest wysoka temperatura wrzenia i topnienia wody.

Dipol czyli pojedyncza cząsteczka wody ulega asocjacji, tworząc w konsekwencji olbrzymich rozmiarów aglomeraty. Aglomeraty mogą się tworzyć dzięki temu, że dochodzi do powstawania wiązań wodorowych pomiędzy atomami tlenu z wolną parą elektronową a pochodzącymi od sąsiednich cząsteczek wody atomami wodoru. Dzięki wiązaniom wodorowym w wodzie dobrze rozpuszczają się substancje , które także mogą je tworzyć czyli substancje polarne. Należy do nich np. alkohol.

Woda jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem chemicznym w przyrodzie. Morza i oceany pokrywają niemalże 75% powierzchni kuli ziemskiej i stanowią ponad 97 % zasobów wodnych naszej planety. Ponadto wewnątrz lądów występują liczne rzeki i jeziora. Woda zbiera się także w postaci wód gruntowych.

Nie jest więc dziwne, że woda stanowi również podstawowy składnik organizmów żywych. Organizmy zwierzęce zawierają około 70 % wody, a niektóre rośliny nawet ponad 90 %.

Woda jest najważniejszym rozpuszczalnikiem wielu substancji, stanowi środowisko procesów życiowych i wielu reakcji chemicznych.

Energia wody jest w wielu miejscach na świecie zamieniana na energię elektryczną w elektrowniach wodnych.

Nie do przecenienia jest dobroczynna rola wody w życiu człowieka. Ale jak wiadomo jest żywiołem, który potrafi wyrządzić ogromne szkody, a nawet spowodować śmierć. Tak liczne przecież w ostatnich latach są powodzie w wielu rejonach świata.

Każdego dnia woda mozolnie w postaci cieków wodnych, wód opadowych czy rzek uczestniczy w procesie mechanicznego niszczenia powierzchni skorupy ziemskiej.

Można wyróżnić kilka typów erozji:

- erozja deszczowa polegająca na rozdrabnianiu i spłukiwaniu przez wody opadowe powierzchniowej warstwy gleby czy skał

- erozja rzeczna czyli niszczenie koryta rzecznego, podmywanie brzegów czy żłobienie dna przez rzekę niosącą duże ilości materiałów skalnych

- erozja morska polegająca na zmianie ukształtowania dna i brzegów przez fale morskie

- erozja lodowcowa - prowadzi do powstawania żłobów lodowcowych.

W naturalnym środowisku woda może występować w trzech stanach skupienia:

* gazu, czyli pary wodnej

* cieczy

* ciała stałego, czyli lodu

Stan gazowy - na skutek bardzo małych oddziaływań międzycząsteczkowych cząsteczki gazu mogą swobodnie się przemieszczać. Dzięki temu będą zajmowały całą dostępną im objętość. Na skutek dużych odległości między cząsteczkami gazów gaz charakteryzuje się dużą ściśliwością.

Ciecz - jest najbardziej powszechnym stanem skupienia wody. Oddziaływania między cząsteczkami wody są słabsze wprawdzie od tych w ciele stałym, ale silniejsze niż w gazie. Dlatego ciecz nie będzie zmieniała tak jak gaz swojej objętości, ale może zmieniać kształt przyjmując kształt naczynia.

Ciało stałe - ten stan skupienia charakteryzuje się bardzo silnymi oddziaływaniami między cząsteczkami. Jest to przyczyną faktu, że ciała stałe zachowują swój kształt i nie są ściśliwe.

Woda w tym stanie skupienia nazywana jest lodem.

Zmiany temperatury i ciśnienia powodują, że woda może przechodzić z jednego stanu w drugi. Możliwe są następujące przejścia fazowe:

- krzepnięcie - przejście z cieczy w lód

- topnienie - z lodu do cieczy

- parowanie - przemiana cieczy w parę wodną

- skraplanie - przemiana pary wodnej w ciecz

- sublimacja - przejście od lodu do pary wodnej

- resublimacja - przejście pary wodnej w lód

Warto zwrócić uwagę na pewną ciekawą własność wody. Mianowicie ciecz ta jest jedną z bardzo nielicznych substancji, które krzepnąc zwiększają swoją objętość. Do temperatury 4 stopni C woda zachowuje się jak każda normalna ciecz, gdy temperatura jest niższa woda zaczyna wykazywać swoje anomalne własności. Zjawisko to nazywa się anomalną rozszerzalnością temperaturową.

Dzieje się tak na skutek tworzenia wiązań wodorowych. Powodują one powstanie dosyć luźnej struktury. Między poszczególnym warstwami tworzą się wolne przestrzenie, stąd mniejsza gęstość lodu od gęstości wody.