Les deux éléments qui composent une molécule d'eau sont l'hydrogène et l'oxygène ; il y a deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène, ce qui donne la formule chimique H2O. L'hydrogène et l'oxygène se lient ensemble en raison du nombre d'électrons dans leurs orbitales.
Un atome d'oxygène a six électrons dans sa deuxième couche et un atome d'hydrogène a un électron dans sa première couche. Une deuxième couche est considérée comme pleine à huit électrons, tandis qu'une première couche est pleine à deux électrons.
L'atome d'oxygène se lie aux deux atomes d'hydrogène grâce à l'utilisation de liaisons covalentes, qui permettent aux atomes de partager leurs électrons. L'atome d'oxygène a une deuxième coquille pleine et les deux atomes d'hydrogène ont une première coquille pleine.