Una molecola d'acqua è composta da tre atomi. Ci sono due atomi di idrogeno (H2) e un atomo di ossigeno (O) in ogni molecola di acqua. Le molecole d'acqua contengono anche quattro elettroni a coppie solitarie sull'atomo di ossigeno. Ciò consente a ciascuna molecola d'acqua di assumere una forma geometrica piegata.
L'acqua è una molecola altamente polare a causa delle sue coppie di elettroni negativi sull'atomo di ossigeno. Ogni atomo di idrogeno è leggermente positivo, ma nel suo complesso le molecole d'acqua hanno un dipolo negativo puntato verso la nuvola di elettroni al di sopra della molecola di ossigeno. A causa della polarizzazione dell'acqua, può interagire con se stesso e formare legami forti. Le molecole d'acqua interagiscono l'una con l'altra tramite legami idrogeno nelle sue forme gassose, liquide e solide.