يغلي الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. أما كبريتيد الهيدروجين، وهو جزيء مشابه، فيغلي عند درجة حرارة -60. والفرق بينهما يكمن في الرابطة الهيدروجينية. الرابطة الهيدروجينية هي تجاذب ضعيف بين ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة ذات كهرسلبية عالية، مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الفلور، وذرة أخرى ذات كهرسلبية عالية. تحمل ذرة الهيدروجين شحنة موجبة جزئية، بينما تحمل الذرة الأخرى شحنة سالبة جزئية. هذا التجاذب كهروستاتيكي.

الروابط الهيدروجينية أضعف من الروابط التساهمية، إذ تتراوح طاقتها بين 5 و30 كيلوجول لكل مول مقارنةً بمئات الطاقة للروابط التساهمية. مع ذلك، فهي كثيرة وقوية مجتمعة. في الماء، يمكن لكل جزيء تكوين ما يصل إلى أربع روابط هيدروجينية. هذه الشبكة هي ما يفسر ارتفاع درجة غليان الماء، وتوتره السطحي، وسعته الحرارية. كما أنها السبب في طفو الجليد، لأن كثافة الشبكة المرتبطة بالروابط الهيدروجينية أقل من كثافة الماء السائل.

تُعدّ الروابط الهيدروجينية أساسية في علم الأحياء، فهي تربط سلسلتي الحمض النووي معًا، وتُثبّت البنية الثانوية للبروتينات، مُشكّلةً حلزونات ألفا وصفائح بيتا، وتُحدّد كيفية ارتباط الإنزيمات بركائزها، وتؤثر على ذوبان الأدوية وطَيّ الحمض النووي الريبي (RNA). وبدون الروابط الهيدروجينية، لما وُجدت الحياة كما نعرفها.

لا تُعدّ الروابط الهيدروجينية مجرد ظاهرة غريبة، بل هي مبدأ أساسي في التصميم. يستخدمها الكيميائيون لبناء تراكيب فوق جزيئية، وتصميم الأدوية، وإنتاج مواد ذات خصائص قابلة للتعديل. الرابطة ضعيفة، لكن تأثيرها عميق.