Formuła równań chemicznych dla wody jest wyrażona jako H2O, ale jest również dopuszczalna, gdy wyświetlana jest jako HOH. W tym równaniu dwa atomy wodoru reagują z atomem tlenu, tworząc pojedynczą cząsteczkę H2O.
Każda cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i atomu tlenu, a obie mają swój własny zestaw elektronów. Te elektrony krążą wokół środka atomu, dając mu ładunek dodatni lub ujemny. W cząsteczkach wody dzieli się elektrony z atomów tlenu i wodoru, co daje cząsteczce H2O specjalne wiązanie zwane "wiązaniem wodorowym". To specjalne wiązanie jest źródłem wielu znanych cech wody, w tym tendencji do grupowania się jako ciecz.