Sıcaklığı donma seviyesine ulaştığında su tipik olarak buza dönüşür. Su sıcaklığı yaklaşık 0 santigrat dereceye düştüğünde çoğu durumda donar ve buz gibi katılaşır. Suyun 0 santigrat derecenin altına düştüğü ve hala sıvı halde kaldığı bazı durumlar vardır.
Su molekülleri, sıvı halde, katı halde olduğundan daha fazla enerjiye sahiptir. Sıvının sıcaklığı azaldıkça, enerji azalır ve bu da su moleküllerinin yavaşlamasına neden olur. Sıcaklık donma seviyesine ulaştığında, moleküller katı buz oluşturmak için birbirine yapışır. Bununla birlikte, moleküller hala hareket halindedir.
Sadece donmaktan daha çok su donması var. Suyun buz olması için kristal bir tohum olması gerekir. Tohum, buz kristallerinin büyümesi için sudaki herhangi bir safsızlık olabilir. Suyu tutan kap ayrıca suyun donmasında da bir faktördür. Su donmasını etkileyen diğer faktörler arasında yoğunluk, basınç, hareket ve diğer çözünmüş katılar bulunur.
Her su 0 santigrat derece sıcaklıkta buza dönüşmez. Bazı durumlarda, su 40 dereceye kadar soğuyabilir. Bu işlem süper soğutma olarak bilinir. Bu yalnızca su tamamen saf ve çok yumuşak bir kapta olduğunda gerçekleşir.