中。如果水是晶体结构的一部分（例如水合物），就可以通过X射线衍射进行研究。一项近期的研究就用此法发现一种水的七聚体是扭船型的非平面环状结构。对于任何自由水中超分子结构的研究是十分困难的，因为它们存在时间非常短。氢键不断断裂和形成所需时间小于200飞秒。
自由水模型.自由水的研究目前进展十分缓慢，目前主要使用量子簇平衡（QCE）方法。但是仍然没有一种模型能够较好地符合实验中测得的密度。