L’acqua è una molecola polare e ciò ne fa il principale solvente delle soluzioni presenti negli organismi viventi. Essa costituisce, mediamente, circa l’80% della massa di una cellula. La presenza di due atomi di idrogeno legati ad un atomo di ossigeno (molto elettronegativo) porta alla formazione di legami a idrogeno tra le molecole d’acqua. L’acqua è dotata di un elevato calore di evaporazione e ciò fa sì che quando evapora, le molecole che lasciano il liquido portino con loro un’elevata quantità di calore. Questo aspetto è ben noto quando fa molto caldo e si suda: l’evaporazione del sudore (che è una soluzione acquosa) abbassa la temperatura del corpo. Un’altra caratteristica dell’acqua, direttamente correlata alla presenza dei legami a idrogeno tra le molecole, è l’elevato calore specifico. Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di un grammo di sostanza. Questo aspetto implica che, fornendo una certa quantità di energia termica, la temperatura dell’acqua aumenta più lentamente di quella di quasi ogni altra sostanza. Negli organismi viventi tale comportamento si traduce in una maggiore tendenza a mantenere una temperatura interna il più possibile costante. Le molecole di acqua si attraggono tra loro, grazie alla presenza dei legami a idrogeno, e questa forza di attrazione è detta coesione. Una conseguenza della coesione è la tensione superficiale, che fa sì che la superficie dell’acqua si presenti come una sorta di pellicola sulla quale, ad esempio, possono camminare alcuni insetti. Grazie alla sua natura polare l’acqua è in grado di attrarre molecole sia polari sia cariche; questo tipo di attrazione è definita adesione. La combinazione delle forze di adesione e di coesione è responsabile dei fenomeni di capillarità. L’acqua, infatti, all’interno di tubi molto sottili è in grado di risalire, contro la forza di gravità. Dal punto di vista degli organismi viventi questa capacità è molto importante per i vegetali: attraverso i vasi molto sottili delle piante, infatti, l’acqua è in grado di salire dal terreno fino alle foglie. Infine, una caratteristica quasi unica dell’acqua è quella di aumentare il volume occupato nel passaggio da liquido a solido, diminuendo così la propria densità: in effetti il ghiaccio galleggia sull’acqua. Questo è dovuto alla formazione, nel ghiaccio, di un reticolo cristallino che porta le molecole d’acqua ad allontanarsi le une dalle altre, occupando quindi un volume maggiore.