L'acqua è un composto costituito da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Gli atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno dalla condivisione di elettroni, chiamato legame covalente.
Poiché gli elettroni non sono equamente ripartiti tra l'idrogeno e gli atomi di ossigeno, porzioni della molecola d'acqua hanno cariche parziali positive o parzialmente negative. L'ossigeno è un atomo più elettronegativo dell'idrogeno, il che significa che l'ossigeno attrae gli elettroni più di quanto fa l'idrogeno. Gli atomi di idrogeno leggermente positivi e gli atomi di ossigeno leggermente negativi fanno sì che le molecole d'acqua si leghino l'una con l'altra, creando i numerosi legami idrogeno presenti nell'acqua. Questi legami idrogeno mantengono il liquido dell'acqua in un ampio intervallo di temperature.