Ikatan hidrogen dalam senyawa air adalah daya tarik dinamis antara molekul air yang berdekatan yang melibatkan satu atom hidrogen yang terletak di antara dua atom oksigen. Air, dengan protein dan asam nukleat, adalah adalah contoh ikatan hidrogen yang paling penting. Ikatan hidrogen terbentuk dalam air cair ketika atom-atom hidrogen dari satu molekul air tertarik ke arah atom oksigen dari molekul air yang berdekatan; umumnya, proton digunakan oleh dua pasangan elektron bebas.

Dalam molekul air (H2O), inti oksigen dengan muatan +8 menarik elektron lebih baik daripada inti hidrogen dengan muatan +1-nya. Karenanya, atom oksigen bermuatan negatif parsial, dan atom hidrogen bermuatan positif parsial. Atom hidrogen tidak hanya terikat secara kovalen pada atom oksigennya tetapi juga tertarik pada atom oksigen terdekat lainnya. Daya tarik ini adalah dasar dari ikatan ‘hidrogen’. Ikatan hidrogen menyebabkan keadaan dasar kolektif air cair memiliki energi yang lebih rendah daripada keadaan dasar yang ditemukan dalam molekul gas tunggal.

Ikatan hidrogen air adalah ikatan yang lemah, tidak pernah lebih kuat dari sekitar dua puluh kekuatan ikatan kovalen O-H. Akan tetapi cukup kuat untuk dipertahankan selama fluktuasi termal pada, dan di bawah, suhu sekitar. Karena ikatan hidrogen dalam air tidak terlalu lemah atau terlalu kuat, kadang-kadang dianggap memiliki kekuatan “Goldilocks”.