När temperaturen på vattnet ökar, minskar dess densitet. Detta beror på att vattenmolekylerna rör sig snabbare och blir längre ifrån varandra, vilket resulterar i en minskning av massan per volymenhet. Det motsatta är sant för de flesta andra ämnen, som vid upphettning expanderar och blir tätare. Detta unika beteende hos vatten har viktiga konsekvenser för många naturfenomen, såsom isbildning på ytan av sjöar och dammar på vintern.