Для объяснения изложенной структуры воды применяются различные модели, из которых лучше всего удовлетворяет результатам экспериментов так называемая модель искаженных водородных связей. В ней предполагается, что большинство молекул в воде взаимосвязано посредством водородных связей. Но, в отличие от льда, в воде эти связи не могут удержать молекулы в среднем в узлах решетки; последняя оказывается изогнутой, а водородные связи становятся не линейными, а изогнутыми. Чем больше расстояние от произвольно выбранной молекулы, тем больше накапливается искажений и пропадает регулярность положения молекул относительно центральных. Так же как и у льда, каждая молекула воды, называемая центральной, окружена четырьмя соседними, образуя менее правильный, чем в твердой фазе, тетраэдр. Обычно эти четыре из ближайшего окружения молекулы называют первичными соседями. За ними следуют вторичные, третичные соседи и т.д. Для воды характерным является то, что изгиб водородных связей позволяет некоторым вторичным и третичным молекулам внедряться в область около центральной молекулы, что приводит к увеличению плотности воды по сравнению со льдом. Энергия водородной связи, меняющаяся в пределах от 0,2 до 0,3 эВ во льду и уменьшающаяся до 0,06 эВ в воде, существенно меньше других видов внутримолекулярных энергий. Тем не менее, как было показано, роль этих связей велика. Они влияют на специфическое изменение плотности воды. Силами сцепления между молекулами воды объясняются такие ее тепловые свойства, как теплоемкость, теплота кристаллизации и испарения Специфика распределения электрического заряда вокруг молекулы обусловила существование у нее дипольного момента, приводящего к образованию некоторых особенностей электромагнитного поля. Пресная вода является слабым электролитом, так как молекулы Н О2 довольно устойчивы и на ионы разлагаются с трудом. Об их количестве можно судить по величине рН. Однако, по-видимому, электромагнитные силы ионов воды достаточно велики, чтобы разорвать молекулы солей в морской воде на разноименные ионы.
