A água se expande quando congela e atinge uma densidade máxima em cerca de 39 graus Fahrenheit; corpos d'água congelam primeiro no topo. As moléculas de hidrogênio e oxigênio transferem calor para o ar ao seu redor, fazendo com que se liguem com mais força, mas depois mudam para a forma hexagonal e se expandem.
Os icebergs podem flutuar porque a água congela primeiro no topo. A expansão da água após o congelamento ocorre porque a água cristaliza em uma forma de rede hexagonal aberta. Esta forma contém mais espaço do que a água em estado líquido. Em temperaturas normais, a água se contrai e aumenta em densidade em cerca de uma parte em 10.000 conforme esfria.