წყალში ორი განსხვავებული ქიმიური ბმაა. ჟანგბადსა და წყალბადის ატომებს შორის კოვალენტური კავშირები ელექტრონების განაწილების შედეგად ხდება. ეს არის ის, რაც წყლის მოლეკულებს აერთიანებს. წყალბადის ბმა არის ქიმიური ბმა წყლის მოლეკულებს შორის, რომელიც აერთიანებს მოლეკულების მასას. ჩამოვარდნილი წყლის წვეთი არის წყლის მოლეკულების ჯგუფი, რომელიც ერთმანეთთან იკავებს წყალბადის ბმებს მოლეკულებს შორის.
წყალბადის კავშირები შედარებით სუსტია, მაგრამ რადგან წყალში ამდენი მათგანია, ისინი მნიშვნელოვნად განსაზღვრავენ მის ქიმიურ თვისებებს. ეს კავშირები, პირველ რიგში, არის ელექტრული მიმზიდველობა დადებითად დამუხტულ წყალბადის ატომებსა და უარყოფითად დამუხტულ ჟანგბადის ატომებს შორის. თხევად წყალში წყლის მოლეკულებს აქვთ საკმარისი ენერგია, რათა მათ შეძლონ ვიბრაცია და მოძრაობა მუდმივად. წყალბადის ბმები მუდმივად წარმოიქმნება და იშლება, მხოლოდ ერთხელ კიდევ იქმნება. თუ გაზქურაზე წყლის ჭურჭელი თბება, წყლის მოლეკულები უფრო სწრაფად მოძრაობენ, რადგან ისინი მეტ სითბოს ენერგიას ითვისებენ. რაც უფრო ცხელია სითხე, მით უფრო მოძრაობს მოლეკულები. როდესაც მოლეკულები საკმარის ენერგიას შთანთქავენ, ზედაპირზე მყოფი პირები იშლება ორთქლის აირულ ფაზაში. წყლის ორთქლში წყალბადის კავშირი არ არის. ენერგიული მოლეკულები დამოუკიდებლად მიცურავენ, მაგრამ გაცივებისთანავე ენერგიას კარგავენ. კონდენსაციისთანავე წყლის მოლეკულები იზიდავს ერთმანეთს და წყალბადის კავშირები კიდევ ერთხელ წარმოიქმნება თხევად ფაზაში.
ყინული კარგად განსაზღვრული სტრუქტურაა, წყლისგან განსხვავებით თხევადი ფაზაში. თითოეულ მოლეკულას გარს აკრავს წყლის ოთხი მოლეკულა, რომლებიც ქმნიან წყალბადის კავშირებს. როგორც წყლის პოლარული მოლეკულები ყინულის კრისტალებს ქმნიან, ისინი მასივში უნდა იყვნენ ორიენტირებული, როგორც სამგანზომილებიანი ქსელი. ნაკლები ენერგია და, შესაბამისად, ნაკლებია ვიბრაციის ან გადაადგილების თავისუფლება. მას შემდეგ, რაც ისინი მოაწყობენ თავს ისე, რომ მათი მიმზიდველი და მოსაგერიებელი მუხტები გაწონასწორებულია, წყალბადის კავშირები იქმნება ამ გზით, სანამ ყინული არ შეიწოვს სითბოს და არ დნება. ყინულის წყლის მოლეკულები ისე ახლოს არ არის შეფუთული, როგორც თხევად წყალში. მას შემდეგ, რაც ამ მყარ ფაზაში ისინი ნაკლებად მკვრივია, ყინული წყალში ცურავს.
წყლის მოლეკულებში ჟანგბადის ატომი უარყოფითად დამუხტულ ელექტრონებს უფრო ძლიერად იზიდავს, ვიდრე წყალბადის. ეს წყალს აძლევს მუხტის ასიმეტრიულ განაწილებას ისე, რომ იგი პოლარული მოლეკულაა. წყლის მოლეკულებს აქვთ დადებითად და უარყოფითად დამუხტული ბოლოები. ეს პოლარობა წყალს საშუალებას აძლევს დაითხოვოს მრავალი ნივთიერება, რომელსაც ასევე აქვს პოლარობა ან მუხტის არათანაბარი განაწილება. როდესაც იონური ან პოლარული ნაერთი განიცდის წყალს, წყლის მოლეკულები მას გარს აკრავს. იმის გამო, რომ წყლის მოლეკულები მცირეა, ბევრ მათგანს შეუძლია გარს გახსნას ერთი მოლეკულა და წარმოქმნას წყალბადის ბმები. მოზიდვის გამო, წყლის მოლეკულებს შეუძლიათ განზავებული მოლეკულების დაშლა ისე, რომ ხსნადი იხსნება წყალში. წყალი არის "უნივერსალური გამხსნელი", რადგან ის უფრო მეტ ნივთიერებებს ხსნის, ვიდრე სხვა სითხე. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური თვისება.
წყლის წყალბადური ბმების ქსელი მას ანიჭებს ძლიერ შეკრულობას და ზედაპირულ დაძაბულობას. ეს აშკარაა, თუ წყალი ცვილის ქაღალდზე დაეცემა. წყლის წვეთები ქმნიან მძივებს, რადგან ცვილი არ არის ხსნადი. წყალბადის შეერთებით შექმნილი ეს მიზიდულობა წყალს თხევად ფაზაში ინარჩუნებს ტემპერატურის ფართო სპექტრში. წყალბადის ობლიგაციების გასატანად საჭირო ენერგია იწვევს წყლის აორთქლების მაღალი სითბოს, ასე რომ დიდი რაოდენობით ენერგიას იღებს თხევადი წყლის გაზურ ფაზად, წყლის ორთქლად გადასაქცევად. ამის გამო, ოფლის აორთქლება - რომელსაც მრავალი ძუძუმწოვარი ცხოველი იყენებს გასაგრილებლად - ეფექტურია, რადგან ა ცხოველის სხეულიდან უნდა გამოიყოს დიდი რაოდენობით სითბო, რათა წყვეტს წყალბადის კავშირებს წყალს შორის მოლეკულები.
წყალი მრავალმხრივი მოლეკულაა. მას შეუძლია წყალბადის შეერთება საკუთარ თავთან და აგრეთვე სხვა მოლეკულებთან, რომლებზეც აქვთ OH ან NH2 რადიკალები. ეს მნიშვნელოვანია მრავალ ბიოქიმიურ რეაქციაში. მისმა თვისებებმა პირობები შეუქმნა სიცოცხლეს ამ პლანეტაზე. სითბოს დიდი რაოდენობაა საჭირო წყლის ტემპერატურის ერთი გრადუსით ასამაღლებლად. ეს საშუალებას აძლევს ოკეანეებს შეინახონ უზარმაზარი სითბო და ზომიერდება დედამიწის კლიმატი. წყალი იყინება გაყინვის დროს, რამაც ხელი შეუწყო ამინდს და ეროზიას გეოლოგიურ სტრუქტურებში. ის ფაქტი, რომ ყინული ნაკლებად მკვრივია, ვიდრე თხევადი წყალი, ყინულის ტბორებს ტბორებზე ტრიალებს. წყლის ზედა დონემ შეიძლება გაყინოს და დაიცვას ცხოვრების მრავალი ფორმა, რომელსაც შეუძლია ზამთარში წყალში ღრმად გადარჩეს.