Cząsteczki wody w lodzie tworzą uporządkowaną strukturę przestrzenną, w której każda cząsteczka ma cztery najbliższe sąsiadki. Jest z nimi połączona wiązaniami wodorowymi (zob. odpowiedź na pytanie o anomalną rozszerzalność wody) tworząc czworościan foremny. Przy topnieniu ten porządek zostaje częściowo zniszczony, co umożliwia innym cząsteczkom zbliżenie się, a przez to powiększenie gęstości.