Bir su molekülü, üç atomdan oluşur. Her su molekülünde iki hidrojen atomu (H2) ve bir oksijen atomu (O) vardır. Su molekülleri ayrıca, oksijen atomu üzerinde dört yalnız çift elektron içerir. Bu, her su molekülünün bükülmüş bir geometrik formda olmasını sağlar.
Su, oksijen atomundaki negatif elektron çiftleri nedeniyle oldukça kutupsal bir moleküldür. Her bir hidrojen atomu hafifçe pozitiftir, fakat bir bütün olarak, su molekülleri, oksijen molekülünün üzerindeki elektron bulutuna işaret eden negatif bir dipole sahiptir. Suyun kutuplaşması nedeniyle kendisi ile etkileşime girebilir ve güçlü bağlar oluşturabilir. Su molekülleri, gaz, sıvı ve katı hallerinde hidrojen bağları ile birbirleriyle etkileşime girerler.
