물은 온도에 따라 밀도가 변화하는데 4℃일때의 밀도가 가장 크게 된다. 4℃이상의 물에서는 온도상승과 더불어 부피가 팽창하지만 직선적은 아니다. 그러나 0℃와 4℃사이의 온도에서 물은 다른 일반 액체와는 달리 팽창하지 않고 수축한다.
물의 최소부피는 3.98℃에서 일어나며 1.0000250㎤/g이다. 최소비부피의 역수에 해당하는 최대밀도는 0.9999750g/㎤이다. 이 온도보다 다른 범위에서는 물의 밀도가 이보다 적다. 물의 이와 같은 성질은 호수가 왜 윗표면부터 얼기 시작하는가를 설명하여 준다. 만일 물이 최대밀도를 갖지 않는다면 호수는 밑부분부터 얼어 올라 올 것이다.