১ অণু অক্সিজেন ও ২ অণু হাইড্রোজেনের মধ্যে হাইড্রোজন বন্ধন তৈরী হয়। যার ফলে বরফের অধিকাংশ অংশই ফাঁকা থাকে। সাধারণত যেকোনো বস্তুর ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি থাকে তার কঠিন অবস্থায়। কিন্তু পানি এক্ষেত্রে ব্যতিক্রম। পানি ৪ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সবচেয়ে বেশি ঘন থাকে। তাপমাত্রা কমতে থাকলে জমাট বাঁধার সঙ্গে সঙ্গে তার ঘনত্বও কমতে থাকে। পানির ভেতর হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণে এমনটা হয়।