Voda je unikátna látka, pretože sa vyskytuje vo všetkých troch skupenstvách – pevnom, kvapalnom i plynnom. Najčastejšie je kvapalinou a hoci sa čiastočne vyparuje pri akejkoľvek teplote nad bodom mrazu, čo predstavuje 0 stupňov Celzia, vrie až pri 100 stupňoch Celzia. S klesajúcim tlakom vzduchu (vo vyššej nadmorskej výške) vrie voda pri nižšej teplote (na Lomnickom štíte napríklad už pri 88 °C).Na rozdiel od všetkých ostatných látok voda zväčšuje svoj objem, keď zamrzne. Preto zamrznuté potrubie praská. A práve preto ľad pláva na vode, keďže je vďaka rozpínaniu redší. Voda sa správa tak unikátne v dôsledku svojho chemického zloženia. V každej molekule vody sú dva vodíkové atómy a jeden kyslíkový atóm – teda má vzorec H₂O. Usporiadanie atómov však spôsobuje, že jeden koniec molekuly je viac záporne nabitý než ten druhý. Táto odlišnosť sa nazýva polarita. V dôsledku toho záporný koniec jednej molekuly priťahuje kladný koniec inej, čím vzniká vodíková väzba. Voda zostáva kvapalinou, pretože vodíková väzba viaže molekuly k sebe tak silno, že molekuly môžu len ťažko uniknúť a premeniť sa na plyn. Keď však voda zamrzne, molekuly vytvoria mriežku, takže ľad je redší než voda. Ďalším dôsledkom polarity je fakt, že vo vode sa dobre rozpúšťajú iné látky. Preto sa v prírode  zriedkakedy vyskytuje čistá voda. Chemicky čistá voda - destilovaná je bez farby, chuti a zápachu. Voda na našej planéte sa nevyskytuje takmer nikde v čistom stave. Vždy sú v nej prítomné rôzne prímesi a rozpustené rôzne zlúčeniny. Najviac obsahuje chloridy, sírany, bromidy a uhličitany (Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, K⁺). Vo vode sú rozpustené i plyny (CO₂, O₂).

V morskej vode je 3,5% solí (väčšinou chloridu sodného). Všetky živé bytosti využívajú vo svojich životných biologických procesoch vodné roztoky (roztoky na báze vody), ako je krv, tráviace šťavy a roztoky vnútri bunky.