Una molecola d'acqua misura circa 2,75 angstrom, rendendola una delle più piccole di tutte le molecole. Un metro è di 10 miliardi di angstrom. La molecola d'acqua ha la forma di una V, con due atomi di idrogeno che si estendono ad un angolo di circa 104 gradi da un atomo di ossigeno.
I legami che collegano gli atomi di ossigeno e idrogeno sono lunghi circa 96 picometri. L'acqua è classificata come molecola polare in base alla sua struttura elettronica. La carica dell'ossigeno è parzialmente negativa e la carica degli atomi di idrogeno è parzialmente positiva, facendo sì che le molecole di acqua siano fortemente attratte l'una dall'altra. Queste cariche si verificano a causa di un momento di dipolo legato di 1,85 di deby.