Cząsteczka wody mierzy około 2,75 angstremów, co czyni ją jedną z najmniejszych cząsteczek. Jeden metr to 10 miliardów angstremów. Cząsteczka wody ma kształt litery V, z dwoma atomami wodoru rozciągającymi się pod kątem około 104 stopni od atomu tlenu.
Wiązania łączące atom tlenu i wodoru mają prawie 96 pikometrów długości. Woda jest klasyfikowana jako cząsteczka polarna w oparciu o jej strukturę elektronową. Ładunek tlenu jest częściowo ujemny, a ładunek atomów wodoru jest częściowo dodatni, co powoduje, że cząsteczki wody są silnie przyciągane do siebie. Ładunki te występują z powodu momentu dipolowego wiązania wynoszącego 1,85 debye.
