* isotopen: Waterstof heeft drie isotopen:protium (¹H), deuterium (²H) en tritium (³H). Hoewel protium het meest voorkomen, zijn alle drie isotopen in water te vinden. Deuterium heeft een extra neutron, waardoor het zwaarder is dan Protium, en tritium heeft twee extra neutronen. Deze verschillen in massa kunnen de fysische eigenschappen van het watermolecuul beïnvloeden.

* Chemische omgeving: Zelfs protiumatomen in watermoleculen kunnen enigszins verschillen van andere protiumatomen. Dit komt omdat de chemische omgeving rond een atoom de eigenschappen ervan kan beïnvloeden. De waterstofatomen in watermoleculen zijn bijvoorbeeld gebonden aan zuurstof, wat hun elektronenverdeling en reactiviteit enigszins kan veranderen.

Daarom kunnen alle waterstofatomen dezelfde basisstructuur (één proton en één elektron) delen, ze kunnen variëren in hun isotopische samenstelling en hun specifieke chemische omgeving, waardoor ze niet volledig identiek zijn.