Suyun yoğunluğu buzunkinden büyük olmasının nedeni, su moleküllerinin donarken hidrojen bağlarının yön değiştirmesi ve aralarındaki mesafenin artmasıdır. Böylece su donarken genleşir ve hacmi artar. Yoğunluk ise kütle/hacim oranı olduğu için, hacmi artan buzun yoğunluğu azalır. Bu nedenle buz kütleleri suyun üzerinde yüzer.
Moleküller ısındıkça hızlanıp birbirinden uzaklaşırken suyun yoğunluğu nasıl büyük olabiliyor sorusunun cevabı ise şöyledir: Suyun yoğunluğu sıcaklıkla doğrusal bir ilişki göstermez. Suyun yoğunluğu 0°C ile 4°C arasında artar, sonra azalmaya başlar. Bunun nedeni, suyun 4°C’de en fazla hidrojen bağı kurabilmesi ve en sıkı paketlenmesidir. Bu sıcaklıktan sonra, hidrojen bağları kırılmaya başlar ve moleküller arası mesafe artar. Bu da suyun genleşmesine ve yoğunluğunun azalmasına yol açar. Buz ise 0°C’den daha düşük sıcaklıklarda oluşur ve hidrojen bağları sabit kalır. Bu yüzden buzun yoğunluğu 0°C’deki sudan daha düşüktür.
