All’aumentare della temperatura dell’acqua, la sua densità diminuisce. Questo perché le molecole d'acqua si muovono più velocemente e si allontanano l'una dall'altra, determinando una diminuzione della massa per unità di volume. Per la maggior parte delle altre sostanze è vero il contrario, le quali si espandono quando riscaldate e diventano più dense. Questo comportamento unico dell’acqua ha importanti implicazioni per molti fenomeni naturali, come la formazione di ghiaccio sulla superficie di laghi e stagni in inverno.