Cząsteczka wody zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Pomiędzy atomami wodoru i tlenu występują wiązania atomowe spolaryzowane. Wiążące pary elektronowe ulegają przesunięciu w kierunku atomu tlenu. Ponieważ cząsteczka wody ma budowę kątową ( kąt między atomami wodoru wynosi 105 stopni) charakteryzuje się niezerowym momentem dipolowym. Dzieje się tak, ponieważ ładunek ujemny, który znajduje się na atomie tlenu nie pokrywa się ze środkiem ciężkości ładunków dodatnich, które są na atomach wodoru. Duży moment dipolowy cząsteczki wody pociąga za sobą dużą przenikalność dielektryczną substancji.

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. Dużą rolę w takim łączeniu się cząsteczek wody odgrywają wiązania wodorowe.

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 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. W przypadku lodu wodnego atomy wodoru tworzą wiązania wodorowe z atomami tlenu cząsteczek położonych obok. I również pary elektronów atomu tlenu z tej samej cząsteczki tworzą wiązania wodorowe z atomami wodoru cząsteczek sąsiadujących. W takiej sieci atomów każdy atom wodoru otoczony jest przez dwa atomy tlenu, a każdy atom tlenu otaczają 4 atomy wodoru. Między poszczególnymi warstwami w kryształach lodu obecne są wolne przestrzenie, które powodują, że lód ma gęstość mniejszą niż woda.

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

Na uwagę zasługuje jeszcze pewna ciekawa własność wody. Mianowicie ciecz ta jest jedną z bardzo nielicznych substancji, które krzepnąc zwiększają swoja objętość.

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.