水的物理性质是指水的热学、力学、电学、光学、声学等特性，让我们从以下几项指标，来了解水异常惊人的物理特性。
大家知道，一切物质受热时都增大自己的体积，即热胀冷缩，同时减小密度。水也具有这种性质，但是在0～区间例外，此时随着温度的升高，水的体积并不是增加，而是缩小。时水的密度最大。因此，水的密度和温度之间的关系不是直线关系，而是曲线关系，这和大多数物质不一样，如水银--汞是随温度升高而密度减小呈直线关系。
将冰逐渐加热融化成的水，这时结晶中的空隙由于水的侵入而被填充，使水的密度比冰的密度（冰为／立方厘米）迅速增大。但比较起来，此时水的分子空隙并不是完全填满的，其密度应为0.／立方厘米。可在4℃时，水的空隙被依次填满了，此时的密度为最大，为／立方厘米。而大于4℃的水则发生热膨胀，分子运动逐渐变得活跃起来。由时的最大密度／立方厘米，到沸腾时，体积增大，而密度逐渐减小4％，为／立方厘米。这种水的密度异常特性，使得地球上密度较大的水位于湖底和海洋底部，水在受热和变冷时产生水中对流运动。
，若水的温度继续降低，在低于时它的体积继续增大。这时液体水处于过冷却的特殊条件下：水处于完全静止状态，没有冻结成冰的洁净核心（如尘埃、冰晶粒等）。没有溶解气体的水可以过冷却到而不结冰。过冷却的水的密度随温度由℃开始降低，呈逐渐减少的非直线关系。但是倘若轻轻地震动水、或冰粒，或其他结晶核心进入，水便刹那间结成冰，而温度由-上升到。这种过冷却水可以达到而不会沸腾，但一旦有气泡进入这样的加热水，它的温度就急速（由）降低到1。
随着水中含有矿物质或矿化度的提高，水处于最大密度的温度也会提高。例如，全球大洋表面的水的密度为／立方厘米，而在深的诲水密度为／立方厘米，约增加4％。实际上水不可压缩的传统观点只适用于较小的压力范围。假如水是完全不可压缩的话，那么大洋水面就要升高，这样很多海边的大城市将淹没在水下。
