Eis schwimmt im Wasser, weil es dank einer speziellen Art der chemischen Bindung, der sogenannten Wasserstoffbrückenbindung, weniger dicht als Wasser ist. Normalerweise sind Feststoffe dichter als Flüssigkeiten derselben Substanz, wie z. B. festes Blei, aber das ist bei Wasser und Eis nicht der Fall.
Eine Wasserstoffbrücke ist eine schwache Bindung, die zwischen einem Paar ungebundener Elektronen von einem anderen Atom und einem Wasserstoffatom auftritt. Wassermoleküle bilden gewöhnlich Wasserstoffbrückenbindungen untereinander. Bei warmen Temperaturen haben die Wassermoleküle viel Energie und können sich aneinander vorbei bewegen sowie sich miteinander vermischen. Das ändert sich, wenn die Temperatur abgekühlt wird. Bei kühleren Temperaturen stößt das Wasser weniger Energie aus und die Wasserstoffbrückenbindung findet ernsthaft statt. Aus diesem Grund bilden die Moleküle durch die Wasserstoffbrückenbindung einen geordneten Kristall.
Dieser geordnete Kristall räumt die verschiedenen Moleküle Vater und Vater auseinander. Bald sind sie weiter voneinander entfernt, als sie noch eine Flüssigkeit waren, was Eis weniger dicht als Wasser macht. Das weniger dichte Objekt ist immer das, das schwimmt, also schwimmt Eis im Wasser. Dichte ist das Maß für die relative "Schwere" eines Objekts mit konstantem Volumen. Das Eisvolumen ist auch größer als die gleiche Masse an flüssigem Wasser.
