Vatten blir till is när temperaturen understiger 0 °C vid normalt atmosfärstryck. När vatten omvandlas till is frigörs värme, vilket gör att temperaturen i en blandning av is och vatten alltid kommer att vara 0 °C, till dess att den består av enbart vatten eller enbart is. Vatten har en högre densitet i flytande form än fryst, vilket är en kemisk egenskap som är mycket ovanlig. Det gör att is bildas endast på ytan av vattenmassor, något som har en fundamental påverkan på klimatet på jorden.
Is nära fryspunkten har en hexagonal struktur och vattenmolekylerna är tetraedriskt bundna med vätebindningar.
