水是水分子（H2O）的液體狀態。液態中的水分子有足夠的力量相互吸引（內聚力），不會像在水蒸汽中那樣互相飛散，也不會像在冰中那樣只能在平衡位置附近做熱運動。水放在杯中就是杯子的形狀，放在碗中，就是碗的形狀。喜好觀察自然現象，又善於做人文思考的古人——如蘇軾，把水的這種隨容器形狀而變形的特質，稱為“信”。說“水乃是至信之物”。殊不知，所有自然現象都是要遵守自然規律的。只有人，才可以“不守信”。

水在攝氏0度轉化為固態（冰），在攝氏100度沸騰（劇烈的汽化）。用燒杯在電爐上加熱水的時候，可以看到，隨著溫度升高，開始有氣泡在杯壁出現，尤其是底部。溫度越高，進入小氣泡內的水分子增多，氣泡變大。當水對氣泡的浮力大於杯壁對氣泡的附著力時，氣泡開始上升。當氣泡內壓力大於大氣壓時，氣泡破裂，水開始劇烈地汽化。這時的水溫，稱為水的沸點。繼續加熱，並不能使水溫升高——熱量都消耗在水的汽化上了。由此可見，水的沸點與大氣壓力有關。在一個標準大氣壓下，水的沸點才是攝氏100度。在青藏高原，氣壓低，水的沸點也低，不用高壓鍋，米飯做不熟。

過熱

沸騰現象出現之前，水中先要出現氣泡。一般汽化的水分子優先聚集在雜質周圍。如果水很純淨，包括容器壁也很光滑，水中甚至缺少溶解於其中的氣體，加熱過程也很均勻——缺少對流，這時會出現過熱現象。由於氣泡的出現需要較大量高動能的分子聚集在一起，如果漲落等不均勻現象不明顯，初始的氣泡便不易產生。水在溫度升高超過沸點之後，仍未沸騰，這就是過熱。過熱的水遇到擾動，便會突然沸騰，有些像爆炸。

極性

水是一種極性液體。這是由於水分子有極性。加上兩個氫原子提供的電子，氧原子有8個電子。這8個電子兩兩地以自旋相反的方式組成4個電子對，分別佔據一個sp3軌道，形狀就像一個專門用來破壞汽車輪胎的4面體狀的4角釘。兩個質子可以位於任意兩個電子對上，得到的水分子都相同。這樣，水分子上的電荷分佈不均，產生了較大的偶極距。由於每個水分子都有偶極距，使得水有較大的介電常數。

由於水的極性，靠離子鍵形成的鹽類很容易溶解在水中。典型的鹽類如氯化鈉是靠正負離子間的吸引力結合成的晶體，在整個晶體中氯負離子和鈉正離子交錯排列。如果加熱，要到攝氏800度的高溫才能使離子鍵破裂，這時氯化鈉晶體變為熾熱的液體。但是，把食鹽放入水中，稍加攪拌，食鹽晶體很快就消失了。這時，每個氯離子或鈉離子周圍都圍著一群水分子，分別以正或負極性端朝向氯負離子或鈉正離子。

氫鍵

一個水分子的氫原子（近似於氫正離子——質子）容易受到另一個水分子的孤對電子的吸引，並進而形成氫鍵——一個質子在兩個孤對電子之間。氫鍵中的質子有兩個可能的平衡位置。這是水有較大的介電常數的一個原因。

一個水分子可與另外4個水分子同時形成氫鍵，這是冰中水分子的基本排列形式——四面體排列。這種高度有序的分子排列，較之無序的排列，要佔據較大的空間，所以，水在結冰時體積膨脹。在常溫的水中，也有不等數量的水分子呈四面體排列。兩種不同排列的水分子在常溫下處於動態平衡。這個特點使得水的體積在攝氏4度時體積最小。如果據此認為水是兩種不同液體的混合物，有些勉強。畢竟不可能把它們在空間上分開——一杯水分成兩個半杯，各有不同的分子排列。即使成功了，這兩個半杯水又都自動變成兩種不同排列的混合物了。

由於水的特殊性質，使最早的生命誕生在水中。水可以溶解核酸，氨基酸等帶有極性的親水的化學物質。而那些無極性的化學物質，如烷烴，則是憎水的（或說疏水的）不溶於水的物質。一端疏水另一段親水的分子，則容易在水中形成球形結構：把它們親水的一端放在球的表面，把疏水的一端藏在球內。

無疑，最早的生命出現在海洋中。