Najbardziej niezwykłą rzeczą w sposobie, w jaki woda zmienia się z jednego stanu do drugiego, jest to, że jego stan ciekły jest gęstszy niż jego stan stały, więc zwiększony nacisk faktycznie zachęca lód do topienia. Jest to przeciwieństwo większości substancji , w którym zwiększone ciśnienie sprzyja zestaleniu, ponieważ ciało stałe jest najbardziej gęste. Woda również wymaga dużej ilości energii, aby zmienić swój stan fizyczny, więcej niż wymaga tego większość substancji.
Duże ilości energii wymaganej do zmiany stanu wody odnoszą się zarówno do topniejącego lodu, jak i wrzącej wody. Podobnie jak w przypadku innych czystych substancji, podczas zmiany stanu czysta woda nie zmienia temperatury, a cała dodana lub stracona energia cieplna zostaje pobrana lub uwolniona w wyniku zmiany stanu. Jednak ilość energii zaangażowanej w te procesy jest niezwykła. Co więcej, zmiana temperatury wody wiąże się z niezwykłą ilością energii, co oznacza, że woda ma wysokie ciepło właściwe. Ciepło właściwe substancji to ilość energii potrzebnej do uzyskania określonej masy substancji w określonej temperaturze.
Niższa gęstość wody w stanie stałym w porównaniu z ciekłą wodą jest bardzo ważna dla życia na Ziemi. Ponieważ lód unosi się w wodzie, tworzy powłokę izolacyjną na powierzchni ciał wodnych, a nie tonie i sprawia, że bardziej prawdopodobne jest zamarznięcie ciał stałych.
