La dilatation anormale de l'eau est une propriété anormale de l'eau selon laquelle elle se dilate au lieu de se contracter lorsque la température passe de 4oC à 0oC, et il devient moins dense. La densité diminue de moins en moins à mesure qu'elle gèle, car les molécules d'eau forment normalement des structures cristallines ouvertes lorsqu'elles sont sous forme solide.
L'eau est plus dense que la glace alors que presque toutes les autres substances sont plus denses sous forme solide que sous forme liquide. La densité maximale de l'eau se produit à une température de 4oC et cela est causé par la liaison hydrogène entre les atomes d'oxygène qui sont chargés négativement et les atomes d'hydrogène qui sont chargés positivement, de deux molécules différentes de eau.