水有固态、液态、气态的三态变化。常温下以液态存在。在工业生产中，常利用水的固、液、气三态变化的特性，来进行能量的变换。

水在4℃(实为3.98℃)时体积最小而密度最大(为1g/cm?)。在超过或低于此温度时，密度减小，而体积却膨胀。这与通常物质的热胀冷缩的变化规律不一样。天然水在变成冰时，体积变大而密度变小。由于冰的密度(0.917g/cm?)比水小，故浮在水面上，这不仅隔绝了严寒气温，而且保护了水下生物的生存，对于地球上生物的存在与进化有着极大的作用。

水有着比所有的液体和固体物质都大的比热容，因此，当水温度每升高或降低1℃时，1g水所吸收或放出的热量，比其他物质都要大得多；1g水温度升高或降低1℃,所吸收或放出的热量约为4.2J(1cal)。水在所有的液体中有着最大的蒸发热，在100℃时，达到2256.7J/g(539.0cal/g);当冰融解为水时，其比热容要增加两倍以上，而一般固体熔化时，比热容的变化都很微小；水在沸腾时，水温仍可保持在100℃,而冰在融化时冰水混合的水温也仍可以保持在0℃。

水是一切有机化合物和生命物质的氢的来源。组成一切有机化合物的碳、氢、氧等元素，主要来自水和空气中的二氧化碳。植物通过光合作用把二氧化碳和水转化为各种有机物的生命物质。因此，一切生命都和水的各种特性密切相关。