这是冰结构的特殊性造成的，为保持稳定结构，冰中水分子键角增大，通过氢键形成正四面体的结构，其中的孔洞增加，因此体积增大。冰的密度比水小，冰的密度0.9g/cm3，水的密度是1g/cm3。
根据密度=质量÷体积，水凝固成冰，质量不变，密度变小，则体积变大。
一般物体都是温度升高时体积增大，温度降低时体积减小。水在4℃以上，热胀冷缩，即温度升高体积增大，温度降低体积减小。但水在0℃～4℃之间，却出现反常膨胀现象，热缩冷胀，即温度升高体积减小，温度降低体积增大。
