Apie 70% Žemės yra padengta vandeniu. Dėl skirtingų vandens savybių jis gali būti paženklintas kaip viena iš svarbiausių planetos gyvybės medžiagų, o didžioji jo dalis yra susijusi su jo chemine struktūra. Pavyzdžiui, vandenilio ir deguonies sujungimo būdas leidžia molekulei ištirpinti skirtingas medžiagas. Be to, vandens užšalimo būdas leidžia vandens gyvūnams išgyventi visą žiemą.
Dvi vandens savybės yra lydymosi ir virimo temperatūra. Vandens lydymosi temperatūra yra 32 ° F (0 ° C), o virimo temperatūra yra 212 ° F (100 ° C) esant atmosferos slėgiui. Pridėjus slėgį, virimo temperatūra padidės, o sumažinus slėgį virimo temperatūra nukris. Todėl vanduo užverda 156 ° F (69 ° C) ant Everesto ir 256 ° F (apie 124 ° C) temperatūroje 15 PSI (107 kPa) – slėgyje, kuriuo veikia daugelis greitpuodžių. Dėl slėgio taip pat gali sumažėti vandens užšalimo temperatūra.
Vanduo sudarytas iš dviejų vandenilio ir vieno deguonies atomų. Dėl šių atomų išsidėstymo vanduo yra puikus tirpiklis. Užuot išsidėsčiusios tiesiai, dvi vandenilio molekulės yra 104.5° kampu, todėl molekulė atrodo kaip animacinio filmo pelės siluetas. Tai leidžia vienai molekulės pusei – deguonies pusei – būti neigiamai, o kitai – vandenilio – teigiamai. Įvairūs įkrovimai leidžia vandenyje ištirpti įvairių tipų medžiagoms.
Kadangi vanduo turi tokią unikalią sudėtį, jis vadinamas universaliu tirpikliu. Įvairios medžiagos nuo cukraus, druskos iki rūgščių, tokių kaip actas, gali ištirpti vandenyje. Tai gera žinia žmonėms, kurie bando į savo racioną įtraukti vandenyje tirpių mineralų, tačiau bloga žinia tiems, kurie bando ištirpinti aliejų vandenyje. Ironiška, bet ta pati savybė, dėl kurios vanduo gali būti universalus tirpiklis, sukelia šį reiškinį. Aliejai ir riebalai neturi krūvio, o vandens molekulė labiau traukia save nei riebalai ir taip susikaups į vieną sritį.
Dar viena įdomi vandens savybė – didelė jo savitoji šiluma. Savitoji šiluma – tai matavimas, kiek šilumos reikia 1 gramo vandens temperatūrai pakelti 1°C. Vanduo gali sugerti daug šilumos nekeisdamas temperatūros, todėl turi didelę savitąją šilumą. Dėl to vanduo atvėsta ir įkaista daug lėčiau nei aplink jį esantis oras.
Ledas taip pat turi įdomią savybę. Kai dauguma dalykų užšąla, jie tampa tankūs ir nugrimzta į savo skystų versijų dugną. Vanduo vėsdamas tampa tankesnis, tačiau artėjant užšalimo temperatūrai jis tampa mažiau tankus ir plūduriuoja. Šis reiškinys padeda vandens gyvūnams išgyventi didesniuose ežeruose visą žiemą. Vandens paviršius užšals, o apačioje esantis vanduo neužšals.