Cząsteczka wody składa się z trzech atomów. W każdej cząsteczce wody znajdują się dwa atomy wodoru (H2) i jeden atom tlenu (O). Cząsteczki wody zawierają również cztery elektrony z parą elektronów na atomie tlenu. Dzięki temu każda cząsteczka wody może przyjąć zgiętą geometryczną formę.
Woda jest wysoce polarną cząsteczką ze względu na ujemne pary elektronów na atomie tlenu. Każdy atom wodoru jest nieznacznie dodatni, ale jako całość cząsteczki wody mają ujemny dipol wskazujący na chmurę elektronową nad cząsteczką tlenu. Ze względu na polaryzację wody może wchodzić w interakcje z samym sobą i tworzyć silne wiązania. Cząsteczki wody oddziałują ze sobą poprzez wiązania wodorowe w formie gazowej, ciekłej i stałej.
