水在常溫下為無色、無味、無臭的液體。
水在3.98℃時密度最大（999.97kg/m3，近似計算中常取1000kg/m3）。固態水（冰）的密度（916.8kg/m3）比液態水的密度（999.84kg/m3）小，所以冰能漂浮在水面上。水結冰時，體積略有增加。
在標準大氣壓（101.325kPa）下，純水的沸點為100℃，凝固點為0℃。
純水的理論電導率為σ＝0.055μS/cm。
水的比熱容大，c＝75.3 J/(mol·℃)，所以能很好地起到調節溫度的作用。
水的生成焓很高，ΔfHmθ＝-285.8kJ/mol，所以熱穩定性好。在2000K的高溫下，其離解不足百分之一。
常溫下，水的離子積常數Kw＝1.00×10-14。
水分子是極性的，即水分子的正負電荷中心不重合，這使得水成為一種很好的溶劑。
很多常見氣體可以溶解在水中，如氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳、惰性氣體等，這些氣體的溶解度與溫度、壓力、氣相分壓等因素有關。