Молекула води електронейтральна. Але електричний заряд всередині молекули розподілений нерівномірно: в області атомів водню (точніше, протонів) переважає позитивний заряд, в області, де розташований кисень, вище щільність негативного заряду. Отже, частка води - це диполь. Дипольним властивістю молекули води пояснюється здатність її орієнтуватися в електричному полі, приєднуватися до різних молекул і ділянкам молекул, що несе заряд. В результаті цього утворюються гідрати. Здатністю води утворювати гідрати обумовлені її універсальні розчиняють властивості. Якщо енергія тяжіння молекул води до молекул певної речовини більше, ніж енергія тяжіння між молекулами води, то речовина розчиняється. Залежно від цього розрізняють гідрофільні (грец. Hydros - вода і phileo - люблю) речовини, добре розчинні у воді (наприклад, солі, луги, кислоти ін.), І гідрофобні (грец. Hydros - вода і phobos - боязнь) речовини, важко або зовсім не розчинні у воді (жири, жироподібні речовини, каучук і ін.). До складу клітинних мембран входять жироподібні речовини, що обмежують перехід із зовнішнього середовища в клітини і назад, а також з одних частин клітини в інші.
Більшість реакцій, що протікають в клітині, можуть йти тільки у водному розчині. Вода - безпосередній учасник багатьох реакцій. Наприклад, розщеплення білків, вуглеводів та інших речовин відбувається в результаті катализируемого ферментами взаємодії їх з водою. Такі реакції називаються реакціями гідролізу (грец. Hydros - вода і lysis - розщеплення).
Вода має високу теплоємність і водночас відносно високу для рідин теплопровідність. Ці властивості роблять воду ідеальної рідиною для підтримки теплового рівноваги клітини і організму.
Вода - основне середовище для протікання біохімічних реакцій клітини. Вона джерело кисню, що виділяється при фотосинтезі, і водню, який використовується для відновлення продуктів асиміляції вуглекислого газу. І нарешті, вода - основний засіб пересування речовин в організмі (струм крові і лімфи, висхідні і низхідні струми розчинів по судинах у рослин) і в клітині.