水的分子式为H2O，相对分子质量为18.015，在水分子中，氢占11.19%，氧占88.81%，常温下，是无色、无味、无臭的透明液体，纯水几乎不导电。
水有着异常的特性，正由于这些特性，使水对自然界和人类生活产生了巨大的作用和影响。
水有固态、液态、气态的三态变化。水的融点为0℃，沸点为100℃。常温下以液态存在。在工业生产中，常利用水的固、液、气三态变化的特性，来进行能量的变换。
水在4℃（实为3.98℃）时体积最小而密度最大（为1g/cm3）。在超过或低于此温度时，密度减小，而体积却膨胀。这与通常物质的热胀冷缩的变化规律不一样。天然水在变成冰时，体积变大而密度变小。由于冰的密度（0.917g/cm3）比水小，故浮在水面上，这不仅隔绝了严寒气温，而且保护了水下生物的生存，对于地球上生物的存在与进化有着极大的作用。
水有着比所有的液体和固体物质都大的比热容，因此，当水温度每升高或降低1℃时，1g水所吸收或放出的热量，比其他物质都要大得多；1g水温度升高或降低1℃，所吸收或放出的热量约为4.2J（1cal）。水在所有的液体中有着最大的比蒸发热，在100℃时，达到2256.7J/g（539.0cal/g）；当冰融解为水时，其热容量要增加两倍以下，而一般固体熔化时，比热容量的变化都很微小；水在沸腾时，水温仍可保持在100℃，而冰在融化时冰水混合的水温也仍可以保持在0℃。
水是溶解能力很强的溶剂，多数物质在水中有很大的溶解度。水的介电常数很大，可达80左右。水对各种溶质的电离能力也很强，使水中溶解的各种物质可以进行各种化学反应。
水在常温下有着较大的表面张力（仅次于汞），20℃时，表面张力达到72.75*10-3N/m(72.75dyn/cm)，而其他液体只有（2.0~5.0）*10-2N/m(20~50dyn/cm)，故水具有明显的毛细管现象，并有润湿的作用。这对于自然界的机体生命活动和各种物理化学作用有着重大的影响。
水又是一切有机化合物和生命物质的氢的来源。组成一切有机化合物的碳、氢、氧等元素，主要来自水和空气中的二氧化碳。植物通过光合作用把二氧化碳和水转化为各种有机物的生命物质。因此，一切生命都和水的各种特性密切相关。
