L'eau est un solvant polyvalent car elle dissout plus de substances que tout autre liquide. En tant que molécule polaire, avec le côté oxygène ayant une charge négative et le côté hydrogène ayant une charge positive, l'eau peut se lier aux ions et autres molécules polaires, les dissolvant.
La majorité des substances polaires placées dans l'eau sont dissoutes. Par exemple, l'eau et le chlorure de sodium, ou le sel de table, interagissent si fortement que l'eau brise les forces ioniques qui maintiennent le sodium et le chlore ensemble. Chaque atome de chlore est attiré par l'hydrogène et chaque atome de sodium est attiré par l'oxygène.
Bien que l'eau soit souvent désignée comme le « solvant universel », il existe de nombreuses substances que l'eau ne peut pas dissoudre. Les liquides non polaires, tels que les huiles, ne peuvent pas être dissous dans l'eau, car les molécules d'eau sont attirées par d'autres molécules d'eau plus fortement que par l'huile. Il en résulte une séparation clairement définie entre l'eau plate et les molécules d'huile, où l'huile la moins dense se trouve au-dessus de l'eau la plus dense. Les plastiques non polaires ne se dissolvent pas dans l'eau pour la même raison, ce qui a entraîné de grandes concentrations de matières plastiques telles que des sacs à provisions, des gobelets, des bidons d'essence et des bouteilles dans les océans et les cours d'eau du monde.
