โดยทั่วไปของแข็งมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว ของเหลวที่มีความหน้าแน่นมากกว่าของแข็งในโลกนี้เท่าที่ทราบมีเพียงสองชนิดคือ น้ำ และบิสมัท (bismuth) ดังนั้นสารทั้งสองจึงเป็นเหมือนข้อยกเว้น โดยที่นำเป็นสารประกอบที่เราคุ้นเคยมากท่ี่สุด และเป็นสิ่งจำเป็นที่จะขาดเสียไม่ได้อย่างหนึ่ง เพราะเราขาดน้ำวันหรือสองวันก็อาจถึงตายได้

น้ำมีคุณสมบัติที่แปลกมากที่สามารถดำรงอยู่ในสามสถานะให้เราเห็นได้ง่ายๆ ทั้งที่เป็นของแข็ง ของเหลว และแกส ที่อุณหภูมิห้องน้ำจะอยู่ในรูปของๆ เหลว เมื่อได้รับความร้อนถึงจุดเดือดก็จะกลายเป็นไอน้ำ และเมื่อได้รับความเย็นถึง 0 องศาเซลเซียส น้ำก็จะแข็งตัวเช่นเมื่อเราทำน้ำแข็งในช่องฟรีสของตู้เย็น เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็งนั้นจะขยายตัวแทนที่จะหดตัว กล่าวได้ว่าทำให้น้ำนั้นมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเหลว ข้อพิสูจน์ง่ายๆ คือน้ำแข็งจะลอยอยู้่บนน้ำเหลวแสดงว่าน้ำแข็งเบากว่าน้ำเมื่อปริมาตรเท่ากันหรือ มีความหนาแน่นน้อยกว่านั่นเอง


บิสมัทเป็นสารอีกชนิดหนึ่งในโลกที่มีคุณสมบัติแบบเดียวกับน้ำที่เมื่ออยู่่ในสภาพแข็งตัวแล้วมีความหนาแน่นน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสภาพที่เป็นของเหลว ปกติแล้ววัดค่าความหนาแน่นหาได้จากวัดค่ามวลหรือน้ำหนักหารด้วยปริมาตรของมันหรือ เป็นค่ามวลต่อหน่วยปริมาตร เป็นค่าที่ใช้ดูว่าการประกอบเป็นเนื้อสารแต่ละชนิดอัดกันแน่นเพียงใด ความหนาแน่นของน้ำมีค่า 1กรัม/ลูกบาศก์ซม. หรือ 1 กิโลกรัม/ลิตร ความหนาแน่นของหินมีค่า 3.3 กรัม/ลูกบาศก์ซม. เหล็กบริสุ่ทธิ์มีความหนาแน่น 7.9 กรัม/ลูกบาศก์ซม. และความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกเราเท่ากับ 5.5 กรัม/ลูกบาศก็ซม.


การที่น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำเหลวนั้นเป็นผลดีกับชีวิตบนโลก เพราะหากน้ำแข็งหนักกว่าน้ำเหลวแล้ว น้ำแข็งก็จะจมลงสู่ก้นทะเลมหาสมุทรของทุกที่ทุกแห่งที่มีน้ำแข็ง เป็นไปได้ว่าจะก่อให้เกิดผลเป็นน้ำท่วมโลกไปทุกที่ สิ่งมีชีวิตคงไม่หลากหลายดังในปัจจุบัน