Наличие водородной связи предопределяет высокую теплоемкость воды, которая имеет большое значение для формирования климата на Земле, для поддержания постоянной температуры тела.
Благодаря водородным связям лед легче воды и не тонет в ней, тем самым сохраняя жизнь водным обитателям.
Вода при нормальных условиях находится в жидком состоянии (аналогичные водородные соединения других элементов являются газами) и является основным растворителем в клетках живых организмов.
Благодаря водородным связям молекулы белков и нуклеиновых кислот имеют спиральное строение.
Водородная связь способствует лёгкому переходу некоторых веществ (например, аммиака, фтороводорода) из газообразного состояния в жидкое и обратно, что позволяет использовать аммиак в качестве хладагента в промышленных холодильных установках.