A água aquece mais lentamente do que a maioria das outras substâncias. Tem uma alta capacidade de calor específico. Essa propriedade ajuda a temperatura da Terra a permanecer constante, com a água retendo o calor do sol durante o dia e liberando-o lentamente à noite.
Além de uma elevada capacidade térmica específica, a água possui várias outras propriedades únicas. As ligações de hidrogênio na água tendem a mantê-la unida quando aquecida, de modo que a água tem um alto ponto de ebulição. Essas ligações de hidrogênio também fornecem à água uma forte tensão superficial, o que permite que a água adira a outros objetos e possibilite a ação capilar, uma característica importante nas plantas que permite que a água seja puxada para cima, das raízes às folhas.