Die Bindung zwischen Wassermolekülen wird als Wasserstoffbrücke bezeichnet. Diese Bindungen treten zwischen dem leicht negativen Sauerstoff eines Wassermoleküls und dem leicht positiven Wasserstoff eines anderen Wassermoleküls auf. Die Wasserstoffbindung verleiht Wasser besondere physikalische Eigenschaften.
Die Unterschiede in der Elektronegativität zwischen Wasserstoff und Sauerstoff führen zu einer ungleichen Verteilung der Elektronen. Die Elektronegativität misst, wie stark ein Atom Elektronen anzieht. Sauerstoff mit seiner höheren Elektronegativität zieht die geteilten Elektronen stärker an und verleiht dem Sauerstoffatom eine partielle negative Nettoladung. Die gemeinsamen Elektronen verbringen weniger Zeit mit den Wasserstoffatomen; daher haben die Wasserstoffregionen des Wassers positive Teilladungen.