L'anomala dilatazione dell'acqua è una proprietà anormale dell'acqua per cui si espande invece di contrarsi quando la temperatura passa da 4 o C a 0 o C, e diventa meno denso . La densità diventa sempre meno mentre congela perché le molecole d'acqua normalmente formano strutture cristalline aperte quando sono in forma solida.
L'acqua è più densa del ghiaccio, mentre quasi tutte le altre sostanze sono più dense in forma solida che in forma liquida. La densità massima dell'acqua si verifica alla temperatura di 4 o C e ciò è causato dal legame idrogeno tra gli atomi di ossigeno caricati negativamente e gli atomi di idrogeno che sono caricati positivamente, da due diverse molecole di acqua.