L'eau chauffe plus lentement que la plupart des autres substances. Elle a une capacité thermique spécifique élevée. Cette propriété aide la température de la Terre à rester constante, l'eau emprisonnant la chaleur du soleil pendant la journée et la libérant lentement la nuit.
En plus d'une capacité thermique spécifique élevée, l'eau possède plusieurs autres propriétés uniques. Les liaisons hydrogène dans l'eau ont tendance à la maintenir ensemble lorsqu'elle est chauffée, de sorte que l'eau a un point d'ébullition élevé. Ces liaisons hydrogène confèrent également à l'eau une forte tension superficielle, ce qui permet à l'eau d'adhérer à d'autres objets et permet une action capillaire, une caractéristique importante des plantes qui permet à l'eau d'être aspirée des racines aux feuilles.