Некоторые аномалии физических свойств воды, которые объясняются её уникальным строением:

• Переменная плотность. 23 В отличие от всех известных жидкостей, плотность воды максимальна при 4 градусах Цельсия, а при дальнейшем понижении температуры вновь начинает убывать. 2 Это объясняется тем, что молекулы воды формируют одновременно два типа структур: в виде сгустков примерно по 100 молекул, структура которых напоминает структуру льда, и менее упорядоченной структуры вокруг них. 23
• Высокая теплоёмкость. 23 Удельная теплоёмкость воды в 5–10 раз выше, чем у других природных веществ. 4 Благодаря высокой теплоёмкости вода является мощнейшим энергоносителем и регулятором температуры поверхности на Земле. 4
• Аномально высокое поверхностное натяжение. 2 Это позволяет некоторым насекомым спокойно ходить по поверхности воды и благодаря капиллярным силам обеспечивает поступление питательных веществ к кронам гигантских деревьев. 2

Также многие аномальные свойства воды обусловлены наличием водородных связей (Н-связей). 1 Ассоциация молекул приводит к уменьшению летучести, повышению температуры кипения и теплоты испарения, увеличению вязкости и диэлектрической проницаемости. 1