La glace flotte dans l'eau car, contrairement à la plupart des substances, la phase solide de l'eau est moins dense que sa phase liquide. Lorsque l'eau gèle, elle se dilate légèrement et le changement de densité qui en résulte est suffisant pour laisser flotter des glaçons dans un verre d'eau.
L'expansion de la glace à son point de congélation est due à la structure polaire des molécules d'eau. En phase liquide, les molécules d'eau sont toujours en mouvement et peuvent être étroitement entassées. Cependant, à mesure que la température baisse, les molécules commencent à former des cristaux hexagonaux. Les liaisons hydrogène créées dans ces cristaux arrangent les molécules de telle sorte qu'il y ait plus d'espace entre elles que dans la phase liquide, ce qui entraîne une expansion d'environ 8,3 % en volume. Étant donné que l'eau déplacée par la glace pèse désormais moins que la glace elle-même, la glace flotte et flotte.
Cette propriété unique est importante pour le développement de la vie sur terre. Parce que la glace flotte, les rivières et les ruisseaux forment une couche de glace pendant l'hiver. Si l'eau se comportait comme la plupart des autres solides et devenait plus dense lorsqu'elle se refroidissait, cette glace tomberait au fond de chaque plan d'eau, la gelant solidement et tuant tous les êtres vivants sous la surface.
