Suyun yoğunluğu, birim hacme düşen kütlesi olarak tanımlanır ve özgül ağırlık olarak da bilinir. Her maddenin moleküler yapısına bağlı olarak belirli bir özgül ağırlığı vardır. Yoğunluğun formülü ise şu şekildedir:

D: M/V'dir. Burada "D" yoğunluk, "M" cismin kütlesi, "V" ise cismin hacmidir. Yoğunluk, sıcaklık değişikliklerine bağlı olarak değişkenlik gösterir. Sıcaklık arttıkça genleşme nedeniyle hacim artar ve bu durum yoğunluğun azalmasına yol açar. Örneğin, 19 litrelik bir damacana suyu kaynattığımızda, suyun yoğunluğu azalacağı için ağırlığında yaklaşık olarak 1,29 kilogramlık bir düşüş olacaktır.

Suyun yoğunluğu genellikle 1 gr/cm³ olarak kabul edilir. Bu değer, suyun 4°C'de ve deniz seviyesi atmosferik basınç altındaki özgül ağırlığıdır. Diğer sıcaklıklarda suyun özgül ağırlıkları şu şekildedir (deniz seviyesinde standart atmosfer basıncı altında):

Buz dağlarını ele alalım. Buz dağları suyun üzerinde yüzerler fakat batmazlar, çünkü buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan düşüktür. Bu durum doğanın bir harikasıdır. Su donma noktasında daha düşük özgül ağırlığa sahip olduğunda, su kaynakları (göl, nehir vb.) donarken yüzeyden başlar ve alttaki canlılar yaşamlarını sürdürebilirler. Eğer su donma noktasında daha yüksek yoğunluğa sahip olsaydı, su kaynakları alttan başlayarak donacak ve bu da içindeki canlıların ölmesine sebep olacaktı.

Genellikle sıcaklık arttıkça yoğunluğun azalması beklenirken, su 0°C'den 4°C'ye gelince yoğunluğu artar. Bu durum tamamen sudaki hidrojen bağlarının oluşum şekli ile ilgilidir. Su donma noktasında kristal bir yapı oluşturur. Bu kristal yapı nedeniyle moleküller arasında boşluklar oluşur ve daha fazla yer kaplarlar. Böylelikle hacim artmış olur ve suyun yoğunluğu azalır.

Su yoğunluğunun farklı sıcaklıklarda değişkenlik göstermesi, çeşitli endüstriyel ve bilimsel uygulamalarda dikkate alınması gereken bir faktördür. Örneğin, denizcilik ve gemi tasarımında, suyun yoğunluğundaki değişiklikler geminin yüzme kapasitesini ve stabilitesini etkileyebilir. Aynı şekilde, su kaynaklarının yönetiminde ve suyun taşınmasında da bu bilgi önemlidir.

Sonuç olarak, suyun yoğunluğu ve bu yoğunluğun sıcaklıkla ilişkisi, doğa ve teknoloji alanında kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, bu konuda yapılan araştırmalar ve elde edilen veriler, daha sürdürülebilir ve verimli çözümler geliştirilmesine yardımcı olmaktadır.