De meeste stoffen zijn als vaste stof dichter dan als vloeistof. Water daarentegen is als vloeistof dichter dan als vaste stof. Dit komt omdat wanneer water bevriest, de moleculen een kristallijne structuur vormen die minder dicht is dan het vloeibare water. De dichtheid van ijs is ongeveer 917 kg/m^3, terwijl de dichtheid van vloeibaar water ongeveer 1000 kg/m^3 is.

Deze ongewone eigenschap van water heeft belangrijke gevolgen voor het milieu en voor het leven op aarde. IJs drijft bijvoorbeeld op water, wat helpt om waterlichamen te isoleren en te voorkomen dat ze vastvriezen. Hierdoor kan het waterleven zelfs in de koudste klimaten overleven. Bovendien kan de uitzetting van water tijdens het bevriezen ervoor zorgen dat rotsen barsten en uiteenvallen, wat een belangrijke factor is in de verwering van het aardoppervlak.