Vätebindningar bildas mellan en väteatom som är kovalent bunden till en elektronegativ atom såsom kväve, syre eller fluor och en annan elektronegativ atom med ett ensamt elektronpar som kväve, syre eller fluor. I vatten kan de elektronegativa syreatomerna från två vattenmolekyler engagera sig i vätebindning (H för en vattenmolekyl och O i den andra). Detta leder till ett tredimensionellt nätverk av vattenmolekyler som ger den dess unika egenskaper, såsom hög ytspänning och hög specifik värmekapacitet.