Cząsteczka wody ma budowę polarną. Między atomami tlenu i wodoru występują wiązania atomowe spolaryzowane. Dochodzi do rozsunięcia ładunku elektrycznego. Na atomie tlenu tworzy się biegun ujemny, a na atomach wodoru bieguny dodatnie. Warunkiem polarności wody jest niezerowy moment dipolowy.
Cząsteczki w wodzie tworzą asocjaty.
Cząsteczki wody łączą się w kryształach lodu za pomocą wiązań wodorowych. Dzięki temu, że każda cząsteczka otoczona jest tylko przez cztery inne cząsteczki 
lód ma stosunkowo luźną strukturę.
Dlatego woda ma tą bardzo rzadką właściwość, że w miarę topnienia lodu następuje zmniejszanie objętości.
Inaczej jest w innych substancjach stałych. Na skutek zwiększania temperatury zwiększają się bowiem odległości między poszczególnymi cząsteczkami . Dzieje się tak, ponieważ zwiększa się prędkość z jaką się poruszają. Powoduje to wzrost objętości danej substancji, a co za tym idzie zmniejszenie gęstości.
Z powyższych własności wynika fakt, że lód mając mniejszą gęstość niż woda nie będzie w niej tonął. Natomiast większość innych substancji w postaci stałej tonie w swoich cieczach.
