Woda jest uważana za cząsteczkę polarną, ponieważ ma wyczuwalne pole elektromagnetyczne, które jest zgrupowane wokół bieguna dodatniego i ujemnego, jak magnes. Jest to wynikiem specjalnego sposobu, w jaki atomy cząsteczka wody jest zgrupowana.
Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru związanych z pojedynczym atomem tlenu. Wiązanie między tymi atomami jest kowalencyjne, co oznacza, że atom tlenu przekazuje jeden elektron do każdego z atomów wodoru, a każdy z atomów wodoru przekazuje swój elektron do tlenu. To umieszcza cztery z ośmiu elektronów cząsteczki na jednej stronie cząsteczki.
Pozostałe dwie pary elektronów normalnie napędzają atomy wodoru po przeciwnych stronach tlenu, co wyrównałoby ładunek powierzchniowy cząsteczki i zapobiegałoby formowaniu się dostrzegalnej asymetrii. Jednak w przypadku wody niezwiązane elektrony są wewnętrznymi wiązaniami par. Bilans energetyczny ładunków ujemnych elektronów w ten sposób napędza atomy wodoru razem po jednej stronie. Obfitość ujemnie naładowanych elektronów w tym miejscu daje cząsteczce nierównomierny profil ładunku, który tworzy wyraźną polarność. W wyniku tego cząsteczki wody są przyciągane do siebie jak magnesy i woda jest bardzo dobra w rozpuszczaniu innych polarnych substancji, takich jak cukier i sól.
