น้ำดูเหมือนจะเป็นคุณลักษณะด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวที่ช่วยให้ดำรงอยู่และดำรงชีวิตได้ มีสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่โดยปราศจากแสงแดดหรือออกซิเจน แต่ยังไม่มีใครพบว่ามีอยู่โดยอิสระจากน้ำ แม้แต่กระบองเพชรที่แข็งแรงในพื้นที่ห่างไกลของทะเลทรายก็ยังต้องการน้ำในปริมาณที่พอเพียงเพื่อเอาชีวิตรอด เคล็ดลับของประโยชน์ของน้ำในการดำรงชีวิตอยู่ในลักษณะพันธะไฮโดรเจน ซึ่งให้คุณสมบัติห้าประการที่สำคัญต่อการสร้างสภาพแวดล้อมที่ชีวิตสามารถดำรงอยู่และเจริญเติบโตได้
น้ำมีความเหนียวและกาว
โมเลกุลของน้ำมีขั้ว นั่นคือปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลมีประจุไฟฟ้า (ประจุลบ) มากกว่าปลายอีกด้านหนึ่ง (ประจุบวก) ดังนั้นปลายด้านตรงข้ามของโมเลกุลของน้ำที่ต่างกันจึงถูกดึงดูดเข้าหากันเหมือนกับปลายด้านตรงข้ามของแม่เหล็ก แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำเรียกว่า "พันธะไฮโดรเจน" พันธะไฮโดรเจน แนวโน้มของน้ำทำให้ 'เหนียว' โดยที่โมเลกุลของน้ำมักจะเกาะติดกัน (เช่นใน บ่อ). นี้เรียกว่าความสามัคคี ด้วยคุณสมบัตินี้ น้ำจึงมีแรงตึงผิวสูง ซึ่งหมายความว่าต้องใช้แรงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในการทำลายผิวแอ่งน้ำ น้ำยังเป็นกาว ซึ่งหมายความว่ามันมีแนวโน้มที่จะเกาะติดกับโมเลกุลอื่นนอกเหนือจากน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะเกาะติดกับสารที่ละลายน้ำได้ (ชอบน้ำ) เช่น แป้งหรือเซลลูโลส จะไม่ยึดติดกับสารที่ไม่ชอบน้ำ เช่น น้ำมัน
น้ำรักษาอุณหภูมิค่อนข้างคงที่
น้ำมีความร้อนจำเพาะสูง ความร้อนสูงของการกลายเป็นไอ และคุณสมบัติการทำความเย็นแบบระเหยที่ทำให้น้ำมีแนวโน้มที่จะรักษาอุณหภูมิให้คงที่ อุณหภูมิของน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แน่นอน แค่เปลี่ยนช้ากว่าอุณหภูมิของสารอื่นๆ แต่ละคุณสมบัติเหล่านี้เกิดจากคุณสมบัติพันธะไฮโดรเจนของน้ำ การแตกและก่อตัวของพันธะซึ่งจะต้องเปลี่ยนอุณหภูมิของน้ำ (อุณหภูมิมีผลต่อความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล) ใช้พลังงาน (หรือความร้อน) มากเป็นพิเศษถึง เสร็จสมบูรณ์
ความร้อนจำเพาะสูงหมายความว่าน้ำดูดซับและกักเก็บความร้อนได้ดีกว่าสารหลายชนิด นั่นคือต้องใช้พลังงาน (ความร้อน) มากขึ้นในการเปลี่ยนอุณหภูมิของน้ำ ความร้อนสูงของการกลายเป็นไอหมายความว่าต้องใช้พลังงาน (ความร้อน) ในการเปลี่ยนน้ำให้เป็นก๊าซ (ไอ) มากกว่าสารอื่นๆ การระบายความร้อนด้วยการระเหยเป็นผลมาจากโมเลกุลของน้ำที่หลบหนีเข้าสู่สถานะก๊าซ (เป็นไอ) ที่นำความร้อนติดตัวไปด้วย ดังนั้นจึงออกจากแอ่งน้ำ ส่งผลให้แอ่งน้ำมีแนวโน้มที่จะไม่เพิ่มอุณหภูมิมากนักและคงที่
น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี
เนื่องจากน้ำมีขั้วและเกิดพันธะไฮโดรเจนได้ง่าย โมเลกุลที่มีขั้วอื่นๆ ก็จะละลายในนั้นทันที โปรดจำไว้ว่าสำหรับโมเลกุลขั้ว มีประจุลบที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล ซึ่งดึงดูดไปยังประจุบวกที่ปลายอีกด้านของโมเลกุลอื่น เช่น แม่เหล็ก แรงดึงดูดนี้ก่อให้เกิดพันธะไฮโดรเจน โมเลกุลของขั้วเรียกอีกอย่างว่าชอบน้ำ (ชอบน้ำ) หรือโมเลกุลที่ละลายน้ำได้ อย่างไรก็ตาม น้ำไม่สามารถละลายโมเลกุลที่ไม่มีขั้วหรือไม่ชอบน้ำ (กลัวน้ำ) ได้ดี โมเลกุลที่ชอบน้ำประกอบด้วยน้ำมันและไขมัน
น้ำจะขยายตัวเมื่อเย็นตัว
พันธะไฮโดรเจนจำนวนมากที่มีอยู่ในน้ำของเหลวทำให้โมเลกุลของน้ำอยู่ห่างกันไกลกว่าโมเลกุลที่อาจอยู่ในของเหลวอื่น ๆ (พันธะใช้พื้นที่ในตัวเอง) ในน้ำที่เป็นของเหลว พันธะจะก่อตัวขึ้น แตกออก และกลับเนื้อกลับตัวอยู่ตลอดเวลา เพื่อให้น้ำสามารถไหลได้โดยไม่มีรูปแบบเฉพาะ อย่างไรก็ตาม เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง พันธะจะไม่สามารถแตกหักได้อีกต่อไป เนื่องจากไม่มีพลังงานความร้อนให้ทำ ดังนั้นโมเลกุลของน้ำจึงก่อตัวเป็นโครงตาข่ายที่ขยายตัวมากกว่าน้ำในรูปของเหลว เนื่องจากน้ำที่แช่แข็งมีจำนวนโมเลกุลเท่ากันแต่มีการขยายตัวมากกว่า น้ำจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่เป็นของเหลว น้ำแข็งที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า (น้ำที่เป็นของแข็ง) จะลอยอยู่เหนือน้ำของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า
ฟิล์มน้ำแข็งบนผิวน้ำทำหน้าที่เป็นฉนวน เป็นผลให้น้ำที่เป็นของเหลวที่อยู่ใต้น้ำแข็งจะได้รับการปกป้องจากอากาศภายนอกและจะมีโอกาสกลายเป็นน้ำแข็งน้อยลงเช่นกัน นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้น้ำสามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ได้
น้ำมีค่า pH เป็นกลาง
น้ำ [H2O] สามารถแยกตัวออกเป็นไฮโดรเจน [H+] และไฮดรอกซิล [OH-] ได้ pH เป็นการวัดสัมพัทธ์ของไฮโดรเจนกับไฮดรอกซิลไอออน เนื่องจากน้ำมีไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลไอออนในจำนวนที่เท่ากัน จึงไม่เป็นกรดหรือด่าง แต่มีค่า pH เป็นกลางเท่ากับ 7 และเนื่องจากประกอบด้วยไฮโดรเจนและไฮดรอกซิลไอออน จึงสามารถจัดหาสิ่งใดก็ได้ที่จำเป็นเพื่อควบคุม pH ของปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เกิดขึ้นต่อหน้า เป็นผลให้มันเป็นตัวทำละลายอเนกประสงค์ซึ่งภายในซึ่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่แตกต่างกันนับล้านที่มีความต้องการ pH ที่แตกต่างกันอาจเกิดขึ้นได้