A água é incolor, insípida e inodora, líquida à temperatura ambiente, formada de átomos de hidrogênio e oxigênio, agrupados em moléculas. Também apresenta características extremamente peculiares, quando comparada ao ambiente atmosférico-ar, como maior densidade, elevadíssimo calor específico, maior resistência a passagem da luz, pequena capacidade de dissolver o gás oxigênio e grande capacidade de dissolver substâncias em geral e conter nutrientes orgânicos e inorgânicos, tanto em suspensão como  em solução.

É a água a única substância não-metal, (inorgânica), que se apresenta em estado líquido, nas temperaturas e pressões normais na superfície da Terra, acompanhada, aí sim pelo metal mercúrio, este infinitamente em proporção bem menor e bem  mais raro.  Entre os compostos orgânicos em estado líquido tem-se o petróleo, com enorme presença, porém sob condições bem especiais, contido entre rochas impermeáveis e não exposto às  condições da superfície, quando aí então poderia  ser volatilizado.
   
A água, embora seja uma substância inorgânica, também apresenta a capacidade de formar polímeros, mesmo mantendo suas características próprias, porém com disposições estruturais diferentes para a mesma fórmula simples, ou seja,  a  molécula da água-H2O denominada hidrol-(H-O-H), somente aparecerá em 100% quando aquecida a 150ºC e mantida em estado líquido, sob condições de pressão adequadas; - o seu estado líquido, encontrado em posições de 0 a 100ºC é explicado, em geral, pelas suas peculiaridades, entre elas da sua própria estrutura molecular e, em especial, pela existência das "pontes de hidrogênio" que lhe dão uma elevada coesão, evitando a sua volatilização às temperaturas normais de nosso planeta; - na verdade a sua vaporização deveria ocorrer a  -80ºC  em vez de +100ºC, caso comparássemos a água, pelo seu peso molecular, aos outros compostos conhecidos, de estrutura semelhante, como os óxidos e hidretos conhecidos,

Em temperaturas menores e em pressão normal, na água tem-se a formação dos chamados polímeros, primeiro aparecendo a  fórmula estrutural dihidrol-H4O2,  muito parecida com os cristais de quartzo, ocupando cada vez muito mais volume, com  pacotes  menos densos;  - a  medida que se aproxima a temperatura do ponto de congelamento,  passa a predominar a fórmula trihidrol-H6O3 com  estrutura cristalina hexagonal semelhante à tridimita; - água a 15 ºC , com pressão normal, apresenta  5%  de hidrol,  90%  de  dihidrol  e 5% de trihidrol  do total  de moléculas,  já em  4ºC, a proporção do trihidrol vai a 30% e no estado de formação de gelo (fundente) há 50%  do  trihidrol.

A água apresenta um comportamento anômalo, de aumentar sua densidade, progressiva, de maneira inversa à temperatura, com curva máxima dessa variação até aos 4ºC, voltando a reduzir-se às temperaturas mais baixas. Por essa razão é que o gelo flutua sobre a água no estado líquido, permitindo encontra-lo  sempre na superfície e não no fundo dos oceanos, mares e lagos, onde não poderia voltar a fundir-se, dado a pequeníssima penetração das radiações caloríferas através do meio aquático, não propagando o seu congelamento, de maneira irreversivelmente, no sentido à superfície e lateralmente.

A diferença de densidade entre massas dágua frias e quentes, faz com que as mesmas não se misturem, de imediato, até que ocorra uma equidade de energia entre as moléculas, permitindo assim que em ambientes aquáticos, ocorra o fenômeno de estratificação térmica, quando as águas estão como que divididas em camadas horizontais de diferentes densidades, temperaturas, teores de oxigênio, etc., aparecendo ambientes completamente diferentes ou distintos uns dos outros, influindo no ponto de vista ecológico, fazendo com que animais e vegetais se distribuam diferentemente. Em regiões de clima mais quente, essas variações, com relação a densidade, são bem maiores, por exemplo em lagos profundos e em temperatura de 24 - 25ºC , as variações de densidade entre as massas dágua observadas são de 30 vezes maior que as observadas entre 4 a 5ºC; -em águas de regiões mais frias, essas variações são muito menos observadas e com diferenças bem menores.

A densidade da água pura  é 800 vezes maior que a do ar, o que permite aos vegetais e animais submersos, em geral, terem posições eretas, verticais ou mantendo formas muito mais características que os organismos que vivam em ambiente terrestre e aéreo. As medusas/águas-vivas, perdem totalmente a forma quando retiradas da água e as plantas aquáticas emergentes, ou seja, as que apresentam caule totalmente submerso, não necessitam de grande quantidade de fibras celulósicas, comparadas aos vegetais terrestres, pois o meio aquático, mais denso, garante sua posição vertical na água. Também, animais de estrutura maior, por exemplo, a baleia, e mesmo com carapaças sólidas como certos crustáceos, que atingem mais de um metro de envergadura, se apresentam muito ágeis e rápidos no meio aquático, tornando-se imóveis quando retirados do mesmo.

A gota de água se apresenta com aspecto redondo, formada por inúmeras outras gotículas menores, agrupando suas moléculas. Essa formação arredondada é por causa da tensão superficial que faz com que as moléculas da superfície  externa sejam "puxadas" para dentro, gerando o formato de esferas, ou seja, as moléculas da camada superior são atraídas apenas pelas moléculas de baixo.

As moléculas se agregam na sua superfície formando uma espécie de película, devido a tensão superficial resistente o suficiente para suportar um mosquito, que de outra maneira afundaria. Elas também se agregam à moléculas de outras substâncias: é a maneira como a água molha as coisas.

A molécula de água tem uma estrutura com raio de 1,5 angston-Å, em forma de"V", apresentando grande mobilidade: calcula-se que ela, a molécula de água, leva um tempo de 2 a 3 x 10-12 segundos para realizar um movimento de rotação em torno de seu próprio eixo; - sua difusão também é muito rápida, sendo necessário apenas 30 milisegundos para que uma molécula se difunda a uma distância de 8 µm, que corresponde à extensão de um glóbulo vermelho do sangue; - a  mais notável das propriedades da água, no entanto, é a capacidade de ligação de seus átomos de hidrogênio com as moléculas vizinhas, sendo que em uma solução de água pura, os átomos de hidrogênio estão em contínuo processo de estabelecimento e ruptura de ligações com os átomos das moléculas vizinhas, à semelhança do que acontece na formação do gelo; - estima-se que a retirada de uma só molécula de água de uma solução envolva o gasto de 10,5 kcal . Várias outras substâncias, quando adicionadas a solução de água, não se precipitam, tornando-a um ambiente adequado para o rápido transporte e a ação, no nível celular, de inúmeras moléculas indispensáveis à vida.

A água-H2O é um composto vital à vida, não sendo considerada propriamente um nutriente mas está presente nos alimentos e aparecendo em alta porcentagem em todos os tipos de matéria viva, sendo que alguns tecidos possuem menos água que outros, assim, o tecido ósseo é constituído de 33% de água, já o tecido muscular apresenta 85%; - ela se apresenta tanto na forma de moléculas livres, atuando como solvente da maior parte das substâncias presentes no corpo de um organismo, como combinada quimicamente com outras moléculas; - participa também de uma série de reações intracelulares, como de hidrólise , onde uma substância é quebrada, por assim dizer, em duas outras e os elementos da molécula de água (-H e -HO) são então utilizados para completar as duas moléculas resultantes.

A matéria viva é composta por substâncias ou compostos orgânicas e inorgânicos, tendo-se a água a principal participação como inorgânica,  numa proporção de 85% e mais outros inúmeros compostos inorgânicos, em torno de 1,5%, os outros restantes 13,5% são representados pelos compostos orgânicos.

O organismo dos animais terrestres encerra, em média, cerca de 70% de água de seu peso total, proporção que alcança a mais de 75% nas plantas terrestres. Nos animais e plantas aquáticas, a água representa mais de 95% de seu peso total, havendo algumas espécies em que esta proporção atinge até 99%, revelando que são formas de vida inteiramente dependentes da existência de grandes disponibilidades de águas e que são, também, sempre exigentes e sensíveis à qualidade das águas que constituem seu habitat natural.

Em termos médios, aproximadamente 70% do corpo humano corresponde à água, que representa cerca de 90% do plasma sangüíneo (parte líquida do sangue). Assim, a necessidade de ingestão de água por um adulto, que tem cerca de 5 litros de sangue em circulação, pode variar entre 1 e 4 litros diários, dependendo de vários fatores (condições ambientais, intensidade, duração e natureza das atividades realizadas e outros mais) e incluindo a água que integra os alimentos ingeridos. Aliás, a proporção de água, em muitos alimentos, é bastante elevada relativamente ao peso total destes: da ordem de 60% na carne, de 75% na batata inglesa e de 85% no leite, alcançando a 96% na melancia.

Basicamente a composição em 100 gramas da carne de peixe de água doce, dos mais comuns no Brasil, como alimento fresco, devem apresentar 81,5% de água, 16,0% de proteínas, 2,1% de lipídios, 0,0% de açucares e de valor calórico 82,9 kcal. Os chamados frutos do mar apresentam  87,0%  de valor calórico  e gordura/lipídios  igual a  0,72%.

Certos organismos são compostos basicamente de água, como alguns invertebrados aquáticos; - e.t.: a água, não é encontrada na composição do óleo de algodão e azeite de olivas. - e.t.: na composição do azeite de olivas e do óleo de algodão, o valor calórico é de 900 kcal, tendo 0,0% de água e 100% de lipídios.       

Sabemos que a água está diretamente presente em todos os seres vivos ou, mesmo, constituindo o habitat natural de muitas formas de vida. O filósofo Tales de Mileto, que viveu na Grécia Antiga (há mais de 500 anos A.C.), pensava que a substância original ou o princípio básico (arché) das coisas era a água e, hoje, muitos cientistas acreditam que as primeiras formas de vida, em nosso planeta, tenham efetivamente surgido nos oceanos. Talvez por esta razão, as pesquisas em desenvolvimento pela NASA, quanto às possibilidades de vida fora da Terra, sempre iniciem pela verificação da existência de água nos corpos celestes pesquisados.

A água cobre mais de 70% da superfície terrestre e é vital para toda a vida no planeta. É a substância mais abundante da natureza, ocorrendo: nos rios, lagos, oceanos, mares e nas calotas polares. É de considerar que, do total das águas existentes mais de 99% correspondem aos oceanos, às geleiras e à umidade dos solos e do ar. Na atmosfera ocorre na forma de vapor de água, podendo atingir num local até 4%, em volume; é a chamada umidade relativa.

O total de água doce no nosso planeta, corresponde a 40 x 1015  de litros, ou seja 3% de toda água da Terra, (os 97% restantes são de água salgada),  onde 2% fazem parte da calota glacial, esta não disponível na forma líquida. Portanto, verdadeiramente apenas 1% do total de água do planeta é de água doce na forma líquida, incluindo-se as águas dos rios, dos lagos e as subterrâneas. Estima-se que apenas 0,02% deste total correspondam à disponibilidade efetiva de água doce com a qual pode a humanidade contar, em termo médios e globais, para sustentar-se e atender às necessidades ambientais das outras formas de vida, das quais não pode prescindir. Dos 1% dágua doce líquida disponível no planeta, 10% esta localizado em território brasileiro.

Segundo  critério mundial de classificação das águas da Terra, considera-se água doce (Fresh Water) aquela que tem teor de sólidos totais dissolvidos (STD) igual ou inferior  a 1000mg/l e  que pelo CONAMA/Brasil, na  classificação  ambiental das águas territoriais brasileiras,  água doce é aquela que tem salinidade igual ou inferior a 500mg/l, (=0,5‰),  salobra de até 30‰ e salinas de igual ou superior a 30‰.