I legami idrogeno tra le molecole d'acqua si rompono quando l'acqua vaporizza, permettendo alle singole molecole d'acqua di separarsi l'una dall'altra. Richiede una notevole quantità di energia per rompere questi legami, dando all'acqua un punto di ebollizione molto più alto di quello che avrebbe altrimenti.
Oltre a dare all'acqua un punto di ebollizione relativamente alto, il legame all'idrogeno è anche responsabile della capacità dell'acqua di assorbire grandi quantità di energia termica. Questa proprietà dell'acqua rappresenta l'effetto moderatore dell'acqua sul clima. Altre proprietà dell'acqua legate al legame con l'idrogeno sono la tensione superficiale e l'aderenza. Queste proprietà permettono all'acqua di salire in tubi stretti contro la forza di gravità, un processo chiamato azione capillare che è vitale per la biologia delle piante.
