水在常温常压下为无色无味的透明液体。在浩瀚的自然界中，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对意义上的纯水，不可能绝对没有杂质。
水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰，气态叫水蒸气。水汽温度高于3742℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。一般情况下，物质的物理性质包括物质的颜色、气味、状态、熔点、沸点、密度、溶解性等，它们都是不需要物质经过化学变化就能表现出来的性质。
纯净的水是没有颜色、没有味道、没有气味的透明的液体。随着温度的变化，水会发生状态变化。在101.3千帕的压强下，液态的水冷却到0℃时凝固成固态的冰。因此，水的凝固点是0℃。在同样的压强下，液态的水到100℃时沸腾，因此水的沸点是100℃。
水沸腾变成水蒸气时，体积迅速膨胀。据科学实验测定，1厘米3的水变成101.3千帕压强、100℃时的水蒸气，体积约为1700厘米3，扩大约1700倍。
在20℃时，水的热导率为0.006焦耳/秒·厘米·摄氏度，冰的热导率为0.023焦耳／秒·厘米·摄氏度，在雪的密度为0.1千克／升时，雪的热导率为0.00029焦耳／秒·厘米·摄氏度。水的密度在3.98℃时最大，为1千克／升，温度高于3.98℃时，水的密度随温度升高而减小，在0℃～3.98℃时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0℃时，密度为0.99987千克／升，冰在0℃时，密度为0.9167千克／升。因此冰可以浮在水面上。水在4℃时的密度是1克/厘米3。当水结冰时，体积比液态水约增大9％。因此，冰的密度比水小，能浮在水面上，起隔热保温作用，冰下的水仍在流动，鱼儿照样能生存。
水的热稳定性很强，水蒸气加热到2000K（0K=-273℃，下同）以上，也只有极少量离解为氢和氧。水具有很大的内聚力和表面张力，除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力。水本身也是良好的溶剂。
水的化学性质一般是在与物质发生水解时表现出来。
水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离：
H2O＋H2OH3O＋＋OH-
通常H3O＋简写为H＋。
水的离子积Kw=\[H＋\]\[OH-\]
25℃时，Kw=1×10-14
pH=－lg（\[H＋\]）
pH<7，溶液为酸性，pH=7，溶液为中性，pH>7，溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应，生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下，无机物和有机物能够与水进行水解反应。
有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基（-OH）代换，即发生水解反应。
对于无机物的水解，一般情况下，通常是盐的水解，例如弱酸盐乙酸钠与水中的H＋结合成弱酸，使溶液呈碱性。此外，水本身也可以作为催化剂。
我们知道分子是保持物质化学性质的最小微粒，那么水的化学性质的保持当然归功于水分子。一定质量的水凝固成冰，冰有一定的体积和形状。冰融化成液态的水，水有一定的体积但无一定的形状（随盛水容器的形状而变）。水蒸发成水蒸气，它既没有一定的体积，又没有一定的形状。水的三种状态变化，跟水的内部结构有什么关系呢？
如果我们取一份水，把它分成两份，那么每一份仍然是水。把其中的一份再分成两份，每一份仍然是水。如此不断地分下去，最后能保持水的性质的最小微粒是什么呢？
人们经过长期的科学实验和分析，证实并确信物质都是由许许多多肉眼看不见的微粒构成的。意大利化学家阿佛加德罗在1811年首先提出分子的概念。构成物质的微粒有多种，分子是构成物质的一种微粒。例如，水是由大量水分子聚集而成的。又如，氧气是由许多氧分子构成的，蔗糖是由许多蔗糖分子构成的。
分子的体积很小。如果把水分子的直径放大3亿倍，它将变成乒乓球那样大。把乒乓球的直径也放大3亿倍，它将变得像地球那样大。在小小一滴水里面，大约有1.67×1021个水分子。分子的质量是很小的。例如一个水分子的质量大约是3×10-26千克。
