A água possui muitas propriedades incomuns que são críticas para a vida: é um bom solvente e possui alta tensão superficial (0,07198 N m-1 a 25 °C). A água pura tem sua maior densidade em 3,984 °C: 999,972 kg/m³ e tem valores de densidade menor ao arrefecer e ao aquecer. Por ser uma substância estável na atmosfera, desempenha um papel importante como absorvente da radiação infravermelha, crucial no efeito estufa da atmosfera. A água também possui um calor específico peculiarmente alto (75,327 J mol-1 K-1 a 25 °C), que desempenha um grande papel na regulação do clima global.A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iónicas, como vários sais e açúcares, facilitando na interação química entre as diferentes substâncias fora e dentro dos organismos vivos (metabolismos complexos).
Apesar disso, algumas substâncias não se misturam bem com a água, incluindo óleos e outras, podendo ser classificadas como insolúveis e, em alguns casos, hidrofóbicas. As membranas celulares, compostas por lipídios e proteínas, levam vantagem das propriedades hidrofóbicas para controlar as interações entre os seus conteúdos e o meio externo.
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