Wasser ist ein vielseitiges Lösungsmittel, da es mehr Substanzen löst als jede andere Flüssigkeit. Als polares Molekül, bei dem die Sauerstoffseite eine negative Ladung und die Wasserstoffseite eine positive Ladung aufweist, kann Wasser an Ionen und andere polare Moleküle binden und diese auflösen.
Die meisten polaren Substanzen im Wasser werden gelöst. Zum Beispiel interagieren Wasser und Natriumchlorid oder Kochsalz so stark, dass Wasser die ionischen Kräfte auseinanderbricht, die Natrium und Chlor zusammenhalten. Jedes Chloratom wird von Wasserstoff angezogen und jedes Natriumatom wird von Sauerstoff angezogen.
Obwohl Wasser oft als "universelles Lösungsmittel" bezeichnet wird, gibt es viele Substanzen, die Wasser nicht lösen kann. Unpolare Flüssigkeiten wie Öle können nicht in Wasser gelöst werden, da Wassermoleküle von anderen Wassermolekülen stärker angezogen werden als von Öl. Dies führt zu einer klar definierten Trennung zwischen stillem Wasser und Ölmolekülen, wobei das weniger dichte Öl auf dem dichteren Wasser sitzt. Unpolare Kunststoffe lösen sich aus dem gleichen Grund nicht in Wasser auf, was zu großen Konzentrationen von Kunststoffmaterialien wie Einkaufstüten, Tassen, Benzinkanistern und Flaschen in den Weltmeeren und Wasserstraßen geführt hat.