L'eau bout lorsque l'énergie thermique dans l'eau, qui est un type d'énergie cinétique qui fait bouger les molécules d'eau, dépasse la force des liaisons hydrogène entre les molécules, les faisant se séparer les unes des autres molécules. Cette rupture des liaisons entre les molécules d'eau consomme toute énergie thermique supplémentaire ajoutée, de sorte que l'eau à température d'ébullition n'augmente pas en température jusqu'à ce que le changement de phase soit terminé. Dans des conditions normales, une grande partie de la vapeur d'eau se transforme presque immédiatement en vapeur, qui est en fait composée de gouttelettes d'eau liquide car elle a quitté la source de chaleur.
La chaleur n'est pas le seul facteur qui affecte l'ébullition. L'eau est maintenue à l'état liquide non seulement par les liaisons hydrogène entre les molécules, mais aussi par la pression atmosphérique. Si la pression sur l'eau diminue, l'évaporation augmente car cela diminue les forces de maintien des molécules en place. Si la pression est suffisamment basse, l'eau bouillira même à température ambiante.
L'ébullition est la forme d'évaporation la plus extrême, mais l'évaporation de l'eau est constante, car des molécules individuelles se détachent du liquide par des mouvements aléatoires. En effet, les molécules d'eau s'échappent au hasard dans un état gazeux même à partir de la glace, et ce processus est connu sous le nom de sublimation.
