Vodikova vez nastane med neveznim elektronskim parom delno negativnega kisikovega atoma ene molekule vode in delno pozitivnim vodikovim atomom, ki je vezan na kisikov atom druge molekule vode. Vodikova vez pa ni značilna le za molekule vode, z vodikovo vezjo se povezujejo tudi molekule, ki imajo vodik vezan na močno elektronegativne atome fluora ali dušika. Tako vodikova vez nastaja med molekulami NH3 ali HF in tudi med kombinacijami teh molekul z molekulo vode. Vodikove vezi imajo za življenje na Zemlji izredno velik pomen. Zaradi vodikovih vezi ima voda višje vrelišče kot drugi hidridi 16. skupine periodnega sistema.
Najgostejša je pri 4 °C, ima zelo visoko površinsko napetost in v trdnem agregatnem stanju (led) ima nižjo gostoto kot v tekočem. Vodikova vez daje tudi obliko in s tem funkcijo pomembnim biomolekulam, kot so proteini in dezoksiribonukleinske kisline. Če molekule vode ne bi tvorile vodikovih vezi, življenje na Zemlji, kot ga poznamo danes, ne bi bilo več mogoče.
Celo severnemu medvedu kdaj na ledu zdrsne. Zakaj na ledu drsi?
Celo pri tako nizki temperaturi, kot je −73 °C, je površina ledu zelo neurejena in po zgradbi podobna vodi. Ko se temperatura približuje ledišču vode (0 °C), se debelina neurejene površine poveča in ta neurejena plast molekul vode deluje kot mazilo. Drsnost ledu znajo umetnostni drsalci s pridom izkoristiti, manj veščim pešcem pa na ledu, ki je dobro podmazan, kaj hitro zmanjka tal pod nogami.