Молекула воды (H2O) состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Между атомами водорода и кислорода существует ковалентная связь, которая обусловлена общими электронными облаками атомов. Кислород имеет большую электроотрицательность, чем водород, поэтому он притягивает электроны к себе сильнее, создавая положительно заряженные полюса у водорода и отрицательно заряженный полюс у кислорода.

Это создает полярную молекулу воды, где отрицательный и положительный заряды распределены неравномерно. В результате между молекулами воды возникают водородные связи, которые являются слабыми притяжением между атомами водорода и кислорода разных молекул.

Водородные связи крепко связывают молекулы между собой и обусловливают такие свойства воды, как высокая теплоемкость, аномальное поведение при замерзании и плавлении, сильное поверхностное натяжение и способность к образованию водородных связей с другими молекулами.