水的分子式為H2O，相對分子質量為18.015，在水分子中，氫占11.19%，氧占88.81%，常溫下，是無色、無味、無臭的透明液體，純水幾乎不導電。
    水有著異常的特性，正由于這些特性，使水對自然界和人類生活產生作用和影響。
    水有固態、液態、氣態的三態變化。水的融點為0℃，沸點為100℃。常溫下以液態存在。在工業生產中，常利用水的固、液、氣三態變化的特性，來進行能量的變換。
    水在4℃（實為3.98℃）時體積小而密度較大（為1g/cm3）。在超過或低于此溫度時，密度減小，而體積卻膨脹。這與通常物質的熱脹冷縮的變化規律不一樣。天然水在變成冰時，體積變大而密度變小。由于冰的密度（0.917g/cm3）比水小，故浮在水面上，這不僅隔絕了嚴寒氣溫，而且保護了水下生物的生存，對于地球上生物的存在與進化有著極大的作用。
    水有著比所有的液體和固體物質都大的比熱容，因此，當水溫度每升高或減少1℃時，1g水所吸收或放出的熱量，比其他物質都要大得多；1g水溫度升高或減少1℃，所吸收或放出的熱量約為4.2J（1cal）。水在所有的液體中有著較大的比蒸發熱，在100℃時，達到2256.7J/g（539.0cal/g）；當冰融解為水時，其熱容量要增加兩培以上，而一般固體熔化時，比熱容量的變化都很微小；水在沸騰時，水溫仍可保持在100℃，而冰在融化時冰水混合的水溫也仍可以保持在0℃。
    水是溶解能力很強的溶劑，多數物質在水中有很大的溶解度。水的介電常數很大，可達到80左右。水對各種溶質的電離能力也很強，使水中溶解的各種物質可以進行各種化學反應。
    水在常溫下有著較大的表面張力（僅次于汞），20℃時，表面張力達到72.75×10-3N/m（72.75dyn/cm），而其他液體只有（2.0～5.0）×10-2N/m（20～50dyn/cm），故水具有毛細管現象，并有潤濕的作用。這對于自然界的機體活動和各種物理化學作用有著重大的影響。
    水又是一切有機化合物質的氫的來源。組成一切有機化合物的碳、氫、氧等元素，主要來自水和空氣中的二氧化碳。植物通過光合作用把二氧化碳和水轉化為各種有機物的物質。因此，一切都和水的各種特性密切相關。