À medida que a temperatura da água aumenta, sua densidade diminui. Isso ocorre porque as moléculas de água se movem mais rápido e ficam mais distantes umas das outras, resultando em uma diminuição na massa por unidade de volume. O oposto é verdadeiro para a maioria das outras substâncias, que se expandem quando aquecidas e se tornam mais densas. Este comportamento único da água tem implicações importantes para muitos fenómenos naturais, como a formação de gelo na superfície de lagos e lagoas no inverno.