H2O là công thức hóa học của nước. Mỗi phân tử nước có hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Mỗi nguyên tử hydro được gắn với nguyên tử oxy bằng một liên kết cộng hóa trị có cực.
Các hydro tạo thành một góc 104,5 độ với nhau. Oxi có thêm hai cặp electron làm sai lệch cấu tạo của tứ diện đều một góc là 109,5. Tên khoa học của nước là dihydrogen oxide. Phân tử nước mang điện trung hòa, nhưng nguyên tử oxy mang điện tích âm hơn vì nó hút electron mạnh hơn nguyên tử hydro. Do cấu trúc độc đáo của nó, nước là một trong những hợp chất duy nhất ở thể rắn ít đặc hơn ở thể lỏng.