Un enlace de hidrógeno es una interacción atractiva entre un átomo de hidrógeno de una molécula y un átomo electronegativo (como oxígeno, nitrógeno o flúor) de otra molécula. En el caso del agua, el átomo electronegativo es el oxígeno. El átomo de oxígeno en el agua tiene una carga negativa parcial, mientras que los átomos de hidrógeno tienen una carga positiva parcial. Esto permite que los átomos de hidrógeno de una molécula de agua formen enlaces de hidrógeno con los átomos de oxígeno de otra molécula de agua.
La capacidad del agua para formar enlaces de hidrógeno consigo misma es responsable de muchas de sus propiedades únicas, como su alta tensión superficial y su alta capacidad calorífica específica. Los enlaces de hidrógeno también permiten que el agua disuelva muchas sustancias y forme soluciones.