In watermoleculen trekt het zuurstofatoom de negatief geladen elektronen sterker aan dan de waterstof. Dit geeft water een asymmetrische verdeling van de lading, zodat het een polair molecuul is. Watermoleculen hebben zowel positief als negatief geladen uiteinden. Door deze polariteit kan water veel stoffen oplossen die ook polariteit hebben of een ongelijke verdeling van lading. Wanneer een ionische of polaire verbinding wordt blootgesteld aan water, omringen de watermoleculen deze. Omdat de watermoleculen klein zijn, kunnen veel van hen één molecuul van de opgeloste stof omringen en waterstofbruggen vormen. Vanwege de aantrekkingskracht kunnen de watermoleculen de opgeloste moleculen uit elkaar trekken, zodat de opgeloste stof in het water oplost. Water is het "universele oplosmiddel" omdat het meer stoffen oplost dan enige andere vloeistof. Dit is een zeer belangrijke biologische eigenschap.

Fysieke eigenschappen van water

Water's netwerk van waterstofbruggen zorgt voor een sterke cohesie en oppervlaktespanning. Dit is duidelijk als water op vetvrij papier valt. De waterdruppeltjes vormen parels omdat de was niet oplosbaar is. Deze aantrekkingskracht die ontstaat door waterstofbinding houdt water in een vloeibare fase over een breed temperatuurbereik. De energie die nodig is om de waterstofbruggen te verbreken, zorgt ervoor dat water een hoge verdampingswarmte heeft, zodat het een grote hoeveelheid energie nodig heeft om vloeibaar water om te zetten in zijn gasvormige fase, waterdamp. Hierdoor is zweetverdamping - die door veel zoogdieren als koelsysteem wordt gebruikt - effectief omdat er een grote hoeveelheid warmte uit het lichaam van een dier moet komen om de waterstofbruggen tussen watermoleculen te verbreken.
< h2> Waterstofbinding in biosystemen

Water is een veelzijdig molecuul. Het kan waterstof-binden aan zichzelf en ook aan andere moleculen waaraan OH- of NH2-radicalen zijn gehecht. Dit is belangrijk in veel biochemische reacties. De eigenschappen hebben gunstige omstandigheden gecreëerd voor het leven op deze planeet. Er is een grote hoeveelheid warmte nodig om de watertemperatuur één graad te verhogen. Hierdoor kunnen de oceanen enorme hoeveelheden warmte opslaan en het klimaat op aarde matigen. Water zet uit als het bevriest, wat verwering en erosie op geologische structuren heeft vergemakkelijkt. Het feit dat ijs minder dicht is dan vloeibaar water, zorgt ervoor dat het ijs op vijvers kan drijven. Het bovenste waterniveau kan bevriezen en vele levensvormen beschermen, die de winter dieper in het water kunnen overleven.