Loại liên kết giữ hai hoặc nhiều phân tử nước lại với nhau được gọi là liên kết hydro. Các phân tử nước có cực, nghĩa là chúng có các vùng hơi âm và dương trong phân tử.
Vùng oxy của phân tử nước có điện tích hơi âm, trong khi phần hydro của phân tử mang điện tích hơi dương. Khi phần oxy âm một phần trên một phân tử nước gặp phần hydro dương một phần của một phân tử nước khác, một liên kết yếu sẽ hình thành. Một phân tử nước có thể liên kết hydro với bốn phân tử nước khác. Liên kết hydro tương đối yếu, chỉ có khoảng 5% độ bền của liên kết cộng hóa trị; tuy nhiên, nhiều liên kết hydro thực sự khá mạnh. Liên kết hydro của nước mang lại cho nó những phẩm chất độc đáo.