Legăturile dintre moleculele adiacente de apă se numesc legături de hidrogen. Rezistența unei singure legături de hidrogen este de numai 5 procente față de o legătură covalentă; totuși, multe legături de hidrogen asigură stabilitate și conferă apă anumite caracteristici fizice.
O legătură de hidrogen are loc atunci când hidrogenul unei molecule de apă atrage atomul de oxigen al alteia. Acest lucru se datorează diferențelor de electronegativitate dintre hidrogen și oxigen. Oxigenul este atomul mai electronegativ, ceea ce înseamnă că are o atracție mai puternică pentru electroni. Hidrogenul are o afinitate mult mai scăzută pentru electroni.
Când legătura dintre hidrogen și oxigen, electronii împărțiți între ei orbitează în jurul atomului de oxigen pentru perioade mai lungi decât cei doi atomi de hidrogen. Această împărțire inegală face ca hidrogenul să preia o sarcină parțială pozitivă, în timp ce oxigenul devine ușor negativ. Taxele pozitive și negative atrag; prin urmare, regiunile pozitive de hidrogen ale moleculelor de apă se leagă de zonele de oxigen negative ale altor molecule de apă, creând o latură de molecule de apă care este destul de puternică. Conectarea la hidrogen face apa mai vâscoasă și îi conferă un punct de fierbere mai ridicat în comparație cu alte lichide.
