1、水結冰需要溫度小於等於0攝氏度。在水中有凍結核，有了凍結核，亂動著的水分子才能按冰的晶體結構排列起來。還需要水中含有一些小微粒，作為水分子剛開始結冰時的附著物，水中含有的小微粒又叫晶核。
2、水結冰其實是一種結晶的現象，在水結成冰時，水分子的運動不能破壞氫鍵，氫鍵起主要作用，它把水分子結起來形成有規則的空間結構結構，在一個晶格中，四個氫原子在正四面體的頂點上，一個氧原子位於四面體的中心。這樣，使分子間的空隙變大且保持一定，因此水結成冰時體積變大。而在水中分子運動既能破壞水分子之間的氫鍵束縛而又不使分子作劇烈運動導致分子間頻繁碰撞，各分子間可發生相對滑動而相互交錯，這樣就會互相填補空隙，因而體積變大。
