在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来；在冰中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成疏松的晶体，从而在结构中有很多空隙，造成体积膨胀，密度较小，所以冰中的氢键远比水中多。

氢原子与电负性大、半径小的原子X(氟、氧、氮等)以共价键结合，若与电负性大的原子Y(与X相同的也可以)接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H···Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键。[X与Y可以是同一种类分子，如水分子之间的氢键;也可以是不同种类分子，如一水合氨分子(NH3·H2O)之间的氢键]