A molécula de água é triatômica e possui estrutura tetraédrica. Tem baixo peso molecular, pequeno volume e é diamagnética. Apresentaria um ângulo de 109° se não houvesse a repulsão entre os pares de elétrons dos orbitais não ligantes do oxigênio, a qual diminui o ângulo HO-H para 105°. As suas principais características que são o reduzido volume, alto momento dipolar e elevada constante dielétrica, são responsáveis pelas propriedades da água como
solvente. A molécula de água está sempre altamente associada, nunca sozinha. Ela forma pontes de hidrogênio, as quais têm forte interação entre si possuindo um híbrido sp2. Um pentâmero seria a melhor associação de moléculas de água.