Un legame idrogeno è un'interazione attrattiva tra un atomo di idrogeno di una molecola e un atomo elettronegativo (come ossigeno, azoto o fluoro) di un'altra molecola. Nel caso dell'acqua, l'atomo elettronegativo è l'ossigeno. L'atomo di ossigeno nell'acqua ha una carica parziale negativa, mentre gli atomi di idrogeno hanno una carica parziale positiva. Ciò consente agli atomi di idrogeno di una molecola d'acqua di formare legami idrogeno con gli atomi di ossigeno di un'altra molecola d'acqua.
La capacità dell’acqua di formare legami idrogeno con se stessa è responsabile di molte delle sue proprietà uniche, come l’elevata tensione superficiale e l’elevata capacità termica specifica. Il legame idrogeno consente inoltre all'acqua di dissolvere molte sostanze e di formare soluzioni.
