Некоторые научные объяснения эффекта Мпембы:

• Разница температур воды и окружающей среды. 2 Так как разница температур между горячей водой и холодным воздухом больше, чем разница между тем же воздухом и холодной водой, теплообмен с горячей водой идёт интенсивнее, следовательно, она быстрее охлаждается. 2
• Испарение. 2 Горячая вода испаряется быстрее холодной, из чего следуют сразу две вещи: во-первых, испаряясь, вода уменьшает свой объём, а чем меньше объём, тем быстрее он замерзает/нагревается. 2 А во-вторых, испарение способствует более скорой отдаче тепла, то есть температура понижается быстрее. 2
• Растворённые в воде газы. 2 В воде содержатся растворённые газы — кислород и углекислый газ. 2 Эти газы уменьшают точку замерзания воды. 2 При нагревании газы выделяются из воды, поскольку их растворимость с повышением температуры воды падает. 2 Поэтому в охлаждаемой горячей воде меньше растворённых газов, чем в холодной. 2 Из-за этого точка замерзания горячей воды будет выше, то есть она замёрзнет быстрее. 2
• Теплопроводность. 2 Это объяснение имеет место быть, когда вода помещается в морозильную камеру в контейнерах. 2 Контейнер с горячей водой протаивает под собой наледь, тем самым улучшая контакт со стенкой морозилки, а значит и теплопроводность. 2 Поэтому тепло от него отводится быстрее, чем от контейнера с холодной водой, который наледь под собой не протаивает. 2
• Конвекция. 2 Холодная вода начинает замерзать сверху, что ухудшает процессы конвекции и теплоизлучения. 2 Горячая же вода начинает замерзать снизу, что объясняется аномалией плотности воды. 2

Однозначного объяснения эффекту Мпембы до сих пор не найдено. 4