地球上的水的存在范围和状态非常广泛，从数千米、甚至数万米的地下高温高压状态，到地球两极及其其它高寒地区的固体状态，再到地球表面的常温常压状态，以及大气层中的气体状态；从海水的无机盐溶液，到生物体内的生物分子溶液等。如此广泛的存在范围和状态，使水表现出异常复杂、多样的性质。在科学技术高度发达的当代社会，水的作用不但没有减小，反而比以往任何时候更加重要。生活中，我们不但需要每天饮用水以补充身体中的水份，而且需要用水洗涤我们的身体、衣物和其它物品。农牧业生产中，我们需要水灌溉农田、喂养家畜。工业生产中，我们需要水作为溶剂、洗涤剂、冷却剂等。随着人口数量的增加、人们生活水平的提高、工农业生产和第三产业的发展，人们的生活和生产用水需求量迅速增加，缺水已经成为许多城市和地区面临的最严重的问题。同时，环境污染引起的对水资源的破坏、气候变化引起的水的分布的不平衡，进一步加剧了水资源的紧张。但是，地球上的水并没有因为我们的合理、或不合理的使用而有任何减少，我们也无法人工制造出一滴水。为了保护水、更加有效地利用水，我们需要从各个方面研究水、研究水的结构与性质。