Konceptet med att vatten expanderar vid 4 grader Celsius är inte korrekt. Även om det är sant att vatten uppvisar något ovanligt beteende relaterat till temperatur, når dess densitet ett maximalt värde vid cirka 4 grader Celsius men det expanderar inte.

Vattenmolekyler bildar vätebindningar med varandra, vilket skapar en löst packad struktur. När temperaturen ökar ökar vattenmolekylernas kinetiska energi, vilket gör att de rör sig snabbare och bryter vissa vätebindningar. Detta minskar vattnets densitet, vilket gör att det expanderar. Denna trend fortsätter dock tills vattnet når sin maximala densitetspunkt runt 4 grader Celsius.

Bortom 4 grader Celsius gör den fortsatta temperaturökningen att vattenmolekyler rör sig ännu snabbare, bryter fler vätebindningar och låter vattnet expandera igen. Denna expansion är mer uttalad vid högre temperaturer.

Därför expanderar vattnet inte specifikt vid 4 grader Celsius; istället når den sin maximala densitet vid den punkten och börjar expandera när temperaturen ökar ytterligare.