Cząsteczki wody są nieliniowe, tudzież wiązania H-O są pewnie spolaryzowane plus w związku z tym tlenek wodoru posiada ustalony krótki czas dipolowy - lub jest mocno polarna. Kąt wśród wiązaniami tlen-wodór wynosi ok. 105 stopni. W postaci lodu zakątek pośród tymi wiązaniami jest równowartościowy ok. 108 stopni.
Gdy podda się wodę ciśnieniu większym aniżeli 3900 MPa tlenek wodoru zwiększa konsystencja aż do naokoło 1,5 g/cm³ również powstaje lód o temperaturze ponad 0 stopni Celsjusza.
Woda ulega samoistnej jonizacji zwanej autodysocjacją. Równowagę autodysocjacji wody opisuje tzw. iloczyn jonowy wody, którego liczba w środku temperaturze 20 °C jest równa ok. 10-14 mol/dm³ (Zobacz powiększenie pH).