水結成冰的原理是凝固，下面是原理簡介：
凝固是指在溫度降低時，物質由液態變爲固態的過程，物質凝固時的溫度稱爲凝固點。目前已知的液體幾乎都可以在低溫時凝固成爲固體，氦是唯一的例外，常壓下在絕對零度時仍爲液體，需加壓才能凝固爲固體。大多數的物質其凝固點和熔點溫度相同。但有些物質的凝固點和熔點會不一様。許多液體在凝固時會結晶，形成晶體的固體。結晶的過程是一階的熱力學相變化，在液態固態共存的期間，系統的平衡溫度不變，等於凝固點。結晶主要包括二個現象：成核和晶體生長。成核是指分子開始聚集形成晶核，在奈米尺度以已定義的週期形式排列，其排列方式決定了晶體結構。晶體生長就是晶體持續的變大，最後到達晶核的臨界大小。
