Wanneer H+ (een waterstofion) en OH- (een hydroxide-ion) worden gecombineerd, vormen ze een covalente binding om een ​​watermolecuul (H2O) te creëren. Deze binding staat bekend als een waterstofbrug. Waterstofbindingen worden gevormd wanneer een waterstofatoom dat covalent gebonden is aan een zeer elektronegatief atoom (zoals zuurstof, stikstof of fluor) interageert met een ander zeer elektronegatief atoom. In het geval van water vormt het waterstofatoom in de OH-groep een waterstofbinding met het zuurstofatoom in het H2O-molecuul. Waterstofbruggen zijn verantwoordelijk voor veel van de unieke eigenschappen van water, zoals de hoge oppervlaktespanning en de hoge specifieke warmtecapaciteit.