A causa del fenomeno di sopraffusione, l'acqua può rimanere allo stato liquido anche sotto 0 °C; inoltre il ghiaccio può formarsi anche a temperature superiori a 0 °C con pressioni inferiori a quella normale e, viceversa, rimanere allo stato liquido o gassoso fino a -30 °C, con pressioni più alte. Esistono 14 differenti fasi solide dell'acqua, ma la più comune è la I_h, che è l'unica presente nella biosfera, a parte una piccola percentuale di I_c rintracciabile nell'alta atmosfera. Le varie fasi del ghiaccio formate a pressioni differenti da quella normale hanno una struttura cristallina differente da quella del ghiaccio comune.