純水在4℃時的密度是1g/cm3次方,這表明4℃時,容積為1的純水的質量是1g.即4℃時水的密度最大。國際單位制中密度的單位是kg/m3,讀做"千克每立方米".表示純水的密度是1.0×103
kg/m3.水具有一定的密度是水的一個重要的數學性質.得出:1g/cm3次方=1.0×103次方kg/m3次方。300多年前，人類就已曉得水在攝氏4度時密度最大這一現象。其實這一現象僅僅是因為水的分子結構引起的，但對于水的這些特點，人們至今仍不能做出科學的解釋。
美國物質材料研究機構物質研究所研究員三島修和鈴木芳治通過實驗否認，在高溫條件下兩種非晶態冰之間存在不連續性轉移。在高溫情況下，低密度水和萊州度水呈完全不同的形態。這項研究除了首次解釋了水在攝氏4度時密度最大的現象，但是在生態系統、水堿液系統等與水有關的領域有廣泛的研究與應用價值。該成果發表在最新一期的《自然》雜志上。
多年來，科學家通過理論估算與實驗，仍然在進行水的非晶態多樣性研究。水一般在攝氏零度時結冰。但水在攝氏零度以下時也可保持液體狀態，也稱過冷卻水。當過冷卻水抵達臨界點以下時才會分離出兩種狀態，既低密度水和萊州度水。與此相對應，也存在低密度和萊州度兩種非晶態冰。因為水在高溫時便于結冰，也因為沒有非晶態冰之間相互轉移的現存理論，水的非晶態多樣性學說存在好多爭辯。其中之一就是兩種密度的非晶態水是否會發生連續轉移。
美國科學家的這項研究，觀察了兗州度非晶態冰（HDA）向低密度非晶態冰（
LDA）變化的過程。發覺
DA在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹，在零下158攝氏度時隨著不均一的容積變化迅速向
DA轉移。在轉移過程中，出現兩種成份共存狀態，隨著時間推移，
DA和LDA漸漸分離。研究否認，高溫下兩種水之間的轉移是不連續的。
科學家覺得，這項研究成果是揭露水領域各類問題的重大突破，將對今后過冷卻水等研究形成重大影響，同時將推動對同溫層中的云的研究及在冰點下活動的動動物細胞顯存在的過冷卻水的研究。若果今后能否控制這兩種水的臨界點，就可以自由控制水的結晶，對人類控制月球環境和開發生物冷卻保存技術極有價值。水作為液體所能起的各類作用，其他物質多半難以取代。這多半是因為水的一些怪性子決定的。例如，水在4攝氏度時密度最大，再冷，反倒容積膨脹上去，所以冰比水輕，浮在海面；冰不擅于傳質水的密度是多少每立方米，才不會一凍究竟，保證水下生物安全御寒；水容熱的本事很大，是鐵的10倍、沙的5倍、空氣的4倍，所以海洋性氣候溫和；人體也靠水來保持溫度；水的三態(水、冰和水氣)可以在自然狀態下共存；水的匯聚性、表面張力，使巖石和底泥的空隙中能“含”水，水能“爬”上高高的山巔水的密度是多少每立方米，給動物送水份和養料；幾乎哪些物質都能溶化于水，所以魚兒能夠從水底得到二氧化碳