Uma das características únicas da água é que ela é encontrada em três estados diferentes nas temperaturas da superfície da Terra: gasosa, líquida e sólida. Além disso, sua capacidade térmica específica é muito maior do que a de outras substâncias.
A 1 caloria por grama de grau Celsius, sua capacidade de calor é cinco vezes maior do que a do alumínio.
Por causa das ligações de hidrogênio na molécula de H2O, a água tem um alto ponto de ebulição, o que a faz se transformar em vapor de água em temperaturas muito altas (212 graus F). A água também é caracterizada pela ação capilar, um fenômeno que ocorre quando a água sobe em pequenos espaços, desafiando a gravidade devido às forças de adesão e tensão superficial.