Woda wrze, gdy energia cieplna w wodzie, która jest rodzajem energii kinetycznej, która powoduje ruch cząsteczek wody, przekracza siłę wiązań wodorowych między cząsteczkami, powodując ich oddzielenie od innych cząsteczki. To rozerwanie wiązań między cząsteczkami wody powoduje zużycie dodatkowej energii cieplnej, dzięki czemu woda w temperaturze wrzenia nie zwiększa temperatury aż do zakończenia zmiany fazy. W normalnych warunkach większość pary wodnej prawie natychmiast zamienia się w parę, która w rzeczywistości składa się z kropelek ciekłej wody, ponieważ opuściła źródło ciepła.
Ciepło nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na gotowanie. Woda jest utrzymywana w stanie ciekłym nie tylko przez wiązania wodorowe między cząsteczkami, ale również przez ciśnienie atmosferyczne. Jeśli ciśnienie na wodzie spadnie, parowanie wzrasta, ponieważ zmniejsza to siły utrzymujące cząsteczki w miejscu. Jeśli ciśnienie jest wystarczająco niskie, woda może nawet gotować się w temperaturze pokojowej.
Wrzenie jest najbardziej ekstremalną formą parowania, ale parowanie wody jest stałe, ponieważ poszczególne molekuły odrywają się od cieczy w wyniku przypadkowych ruchów. Rzeczywiście, cząsteczki wody przypadkowo uciekają w stan gazowy nawet z lodu, a proces ten jest znany jako sublimacja.
