La maggior parte delle sostanze sono più dense allo stato solido che allo stato liquido. L'acqua, d'altra parte, è più densa allo stato liquido che allo stato solido. Questo perché quando l'acqua congela, le sue molecole formano una struttura cristallina meno densa dell'acqua liquida. La densità del ghiaccio è di circa 917 kg/m^3, mentre la densità dell'acqua liquida è di circa 1000 kg/m^3.

Questa insolita proprietà dell’acqua ha importanti implicazioni per l’ambiente e per la vita sulla Terra. Ad esempio, il ghiaccio galleggia sull'acqua, il che aiuta a isolare i corpi idrici e impedisce loro di congelarsi. Ciò consente alla vita acquatica di sopravvivere anche nei climi più freddi. Inoltre, l'espansione dell'acqua mentre gela può causare la rottura e la rottura delle rocce, che è una delle cause principali dell'erosione della superficie terrestre.