A expansão anômala da água é uma propriedade anormal da água, pela qual ela se expande em vez de se contrair quando a temperatura vai de 4 o C a 0 o C, e se torna menos denso . A densidade torna-se cada vez menor à medida que congela, porque as moléculas de água normalmente formam estruturas cristalinas abertas quando na forma sólida.
A água é mais densa do que o gelo, enquanto quase todas as outras substâncias são mais densas na forma sólida do que na forma líquida. A densidade máxima da água ocorre a uma temperatura de 4 o C e isso é causado pela ligação de hidrogênio entre os átomos de oxigênio que estão carregados negativamente e os átomos de hidrogênio que estão carregados positivamente, a partir de duas moléculas diferentes de água.