Em água pura, a densidade da água é proporcional à temperatura. Assim, quanto maior a temperatura do ambiente, maior a densidade da água presente neste ambiente.

A água atua como regulador térmico do ambiente, devido ao seu baixo calor específico, fazendo com que sua temperatura se eleve ou diminua facilmente com qualquer existência de fonte ou sumidouro de calor, como a luz solar.

O calor específico da água é elevado, de modo que ela pode absorver ou liberar grandes quantidades de calor, sem ocorrer variações relativamente bruscas de temperatura.

Como a densidade da água aumenta em situações de baixas temperaturas, a água no estado sólido é menos densa do que no estado líquido, em qualquer temperatura, fazendo com que o gelo flutue sobre a água.