Cząsteczka polarna to cząsteczka składająca się z dwóch lub więcej kowalencyjnie związanych atomów o asymetrycznym rozkładzie ładunków. Występuje w cząsteczkach, które są asymetryczne wzdłuż co najmniej jednej osi, gdy jedna strona zawiera atomy z większa elektroujemność niż druga strona. Powoduje to, że wspólne elektrony spędzają więcej czasu na stronie z większą elektroujemnością, co powoduje, że strona ma większy ujemny ładunek przez większość czasu.
Jedną z najbardziej znanych i powszechnych molekuł polarnych na Ziemi jest woda. W wodzie dwa atomy wodoru są związane z jednym atomem tlenu. Jednak atomy wodoru wiążą się pod kątem mniejszym niż 180 stopni, co skutkuje stroną tlenową i stroną wodorową każdej cząsteczki. Atom tlenu ma większą elektroujemność niż atomy wodoru, a więc otrzymuje większą część wspólnych elektronów cząsteczki. Oznacza to, że strona wodorowa jest bardziej naładowana dodatnio niż strona tlenowa. Cząsteczki wody w bliskim sąsiedztwie będą miały tendencję do ustawiania się obok siebie z każdą stroną z tlenem zwróconą ku stronie wodorowej innej z powodu tych przeciwnych ładunków. Każda cząsteczka polarna będzie działać w ten sam sposób. Kiedy woda lub podobny związek polarny zamarza, utworzona sieć krystaliczna zawsze daje maksymalną ekspozycję każdej strony dodatniej na sąsiednie ujemne strony.
