La expansión anómala del agua es una propiedad anormal del agua por la cual se expande en lugar de contraerse cuando la temperatura va de 4 o C a 0 o C, y se vuelve menos denso . La densidad es cada vez menor a medida que se congela porque las moléculas de agua normalmente forman estructuras cristalinas abiertas cuando están en forma sólida.
El agua es más densa que el hielo, mientras que casi todas las demás sustancias son más densas en forma sólida que en forma líquida. La densidad máxima del agua ocurre a una temperatura de 4 o C y esto es causado por el enlace de hidrógeno entre los átomos de oxígeno que están cargados negativamente y los átomos de hidrógeno que están cargados positivamente, de dos moléculas diferentes agua.