Woda powstaje, gdy energia powoduje, że cząsteczki wodoru i tlenu pasują do siebie. Proces tworzenia wody jest bardzo turbulentny, co utrudnia naukowcom bezpieczne tworzenie wody w laboratorium.
Woda ma bardzo proste właściwości; zawiera jeden atom tlenu i dwa atomy wodoru, które są utrzymywane razem przez elektrony. Cząsteczka wody przypomina magnes, ponieważ jej atom tlenu ma ładunek ujemny, a atomy wodoru mają ładunek dodatni. Te ładunki dodatnie i ujemne powodują wzajemne przyciąganie się atomów, tworząc naturalną polarność, która umożliwia sklejanie się cząsteczek wody.
Gdy woda jest zamarznięta, krystalizuje i tworzy lód. Niezwykła właściwość wody polegająca na gęstnieniu w postaci ciekłej niż w postaci stałej powoduje, że lód unosi się na wodzie w stanie ciekłym. Woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem, ponieważ większość substancji rozpuszcza się w niej. Substancje łatwo rozpuszczające się w wodzie nazywane są substancjami hydrofilowymi, a te, które nie rozpuszczają się dobrze w wodzie, są znane jako hydrofobowe. Ponieważ woda może rozpuszczać więcej substancji niż jakikolwiek inny rozpuszczalnik, rzadko jest czysta i zwykle zawiera minerały, takie jak magnez i wapń. Nawet jeśli woda jest traktowana do użytku domowego, te minerały często pozostają w tyle, prowadząc do tak zwanej twardej wody.