Die hohe Anziehungskraft zwischen Wassermolekülen ist hauptsächlich auf Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen. Diese Bindungen entstehen aufgrund der Polarität der Wassermoleküle. Ein Wassermolekül (H₂O) besteht aus einem Sauerstoffatom, das kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden ist. Das Sauerstoffatom ist elektronegativer als die Wasserstoffatome, was bedeutet, dass es die Elektronen in den Bindungen stärker zu sich zieht. Dadurch entsteht ein Dipolmoment: Das Sauerstoffatom hat eine teilweise negative Ladung (δ-) und die Wasserstoffatome haben eine teilweise positive Ladung (δ+). Wenn sich Wassermoleküle in der Nähe befinden, ziehen die positiv geladenen Wasserstoffatome eines Moleküls die negativ geladenen Sauerstoffatome eines benachbarten Moleküls an. Diese Anziehungskraft ist die Wasserstoffbrückenbindung. Obwohl eine einzelne Wasserstoffbrückenbindung relativ schwach ist, führen die zahlreichen Wasserstoffbrückenbindungen in einer Wassermasse zu einer starken kollektiven Anziehungskraft zwischen den Molekülen. Dies erklärt viele der einzigartigen Eigenschaften von Wasser, wie seine hohe Oberflächenspannung, seine hohe spezifische Wärmekapazität und seine Fähigkeit, in flüssiger Form bei Raumtemperatur zu existieren.