冰与水都是由水分子构成的，但是冰中的氢键要比水中的氢键多，氢键并没有破坏水分的结构，冰与水从本质上没有区别，所以冰是分子晶体。

冰是由水分子有序排列形成的结晶，水分子间靠氢键连接在一起形成非常疏松的刚性结构。最邻近水分子的核间距为0.276纳米，十分接近理想四面体的键角109 度28分。但仅是相邻而不直接结合的各水分子的间距要大的多，最远的要达0.347纳米。每个水分子都能缔合另外4个水分子，形成四面体结构。