Líquido incolor e transparente em camada fina, mas tomando uma coloração verde-azulada em maior espessura, inodoro, sem sabor a água apresenta diversas particularidades nas suas propriedades físicas. Tem nomeadamente um máximo de massa específica a 4ºC; esta é então de 1g/cm3 sensivelmente. O seu calor específico, particularmente elevado, passa por um mínimo aproximadamente a cerca de 35ºC. A água dissolve um grande número de substâncias sólidas, líquidas ou gasosas. É um bom solvente dos electrólitos e um mau solvente dos compostos não polares (hidrocarbonetos). A água toma facilmente os dois outros estados físicos; por definição da escala termométrica Celsius, congela a 0ºC e entra em ebulição a 100ºC à pressão atmosférica normal. O vapor de água é um gás incolor, de densidade 5/8 em relação ao ar. A água sólida, ou gelo, é formada por cristais hexagonais; propriedade excepcional, a água aumenta de volume quando congela, e o gelo tem densidade 0,92.