Высокая удельная теплота кристаллизации воды, в отличие от большинства других веществ, связана с особенностями структуры и энергии межмолекулярных взаимодействий воды, которые резко меняются при её кристаллизации в лёд. 5

Некоторые причины высокого значения удельной теплоты кристаллизации воды:

• Уникальное свойство молекул воды объединяться в кластеры. 3 Вода — сложная жидкость, состоящая из повторяющихся групп, содержащих от трёх до шести одиночных молекул. 3
• Замерзание воды сопровождается уменьшением плотности более чем на 8%, тогда как у большинства других веществ процесс кристаллизации сопровождается увеличением плотности. 3
• Зависимость удельной теплоты кристаллизации от давления и температуры. 5 С увеличением давления значение незначительно возрастает, так как при высоком давлении образуется более плотный лёд. 5 При понижении температуры ниже 0 °C удельная теплота кристаллизации воды также увеличивается, что объясняется изменением структуры льда при сильном охлаждении. 5