L'acqua diventa tipicamente ghiaccio quando la sua temperatura raggiunge livelli di congelamento. Quando la temperatura dell'acqua scende a circa 0 gradi Celsius, nella maggior parte dei casi si blocca e si solidifica come il ghiaccio. Ci sono alcuni casi in cui l'acqua scende sotto 0 gradi Celsius e rimane ancora nella sua forma liquida.
Le molecole d'acqua hanno più energia in forma liquida che in forma solida. Quando la temperatura del liquido si abbassa, l'energia viene ridotta, il che fa rallentare le molecole d'acqua. Quando la temperatura raggiunge il punto di congelamento, le molecole si uniscono per formare il ghiaccio solido. Tuttavia, le molecole sono ancora in movimento.
C'è molto di più per congelare l'acqua piuttosto che semplicemente per raffreddarsi. Deve esserci un seme di cristallo affinché l'acqua diventi ghiaccio. Il seme può essere qualsiasi impurità nell'acqua perché i cristalli di ghiaccio crescano. Il contenitore che contiene l'acqua è anche un fattore nel congelamento dell'acqua. Altri fattori che influenzano il congelamento dell'acqua includono densità, pressione, movimento e altri solidi disciolti.
Non tutta l'acqua si trasformerà in ghiaccio a 0 gradi Celsius. In alcuni casi, l'acqua può raffreddarsi fino a 40 sotto. Questo processo è noto come super-raffreddamento. Questo accade solo quando l'acqua è completamente pura e in un contenitore molto liscio.