Il ghiaccio galleggia nell'acqua perché è meno denso dell'acqua, grazie a uno speciale tipo di legame chimico noto come legame all'idrogeno. Solitamente i solidi sono più densi dei liquidi della stessa sostanza, come il piombo solido, ma non è il caso di acqua e ghiaccio.
Un legame idrogeno è un legame debole che si verifica tra una coppia di elettroni non legati da un altro atomo e un atomo di idrogeno. Le molecole d'acqua creano comunemente legami di idrogeno tra loro. Quando la temperatura è calda, le molecole d'acqua hanno molta energia e possono spostarsi l'una dall'altra e mescolarsi l'una con l'altra. Questo cambia quando la temperatura si raffredda. A temperature più basse, l'acqua espelle meno energia e il legame dell'idrogeno avviene sul serio. Per questo motivo, le molecole formano un cristallo ordinato attraverso il legame dell'idrogeno.
Questo cristallo ordinato distanzia le varie molecole padre e padre. Ben presto sono più distanti rispetto a quando erano liquidi, il che rende il ghiaccio meno denso dell'acqua. L'oggetto meno denso è sempre quello che galleggia in modo che il ghiaccio galleggi nell'acqua. La densità è la misura della "pesantezza" relativa di un oggetto che ha un volume costante. Il volume di ghiaccio è anche maggiore della stessa massa di acqua liquida.
