Nước không bao giờ đóng băng vì nhiệt độ của nước không đạt đủ để làm cho các phân tử nước tạo thành cấu trúc tinh thể bền vững. Khi nhiệt độ giảm, các phân tử nước sẽ chuyển từ trạng thái chất lỏng sang trạng thái rắn, tạo thành băng. Tuy nhiên, nước có một đặc điểm độc đáo là khi nhiệt độ giảm xuống dưới 0 độ Celsius, thì thay vì đóng băng, nước sẽ chuyển sang trạng thái rắn nhưng vẫn duy trì tính chất lỏng. Điều này xảy ra do cấu trúc phân tử nước và sự tạo thành các liên kết hydro. Các liên kết này tạo ra một mạng lưới 3D trong nước lỏng, khiến cho nước rắn (băng) có mật độ thấp hơn nước lỏng. Do đó, nước rắn có thể nổi trên nước lỏng, tạo thành lớp băng trên mặt nước.