水分子間における水素結合を生物は様々な形で利用し、またその恩恵を受けている。

• 生体に不可欠な構成要素であるタンパク質が必要な立体構造を作る際（フォールディング）に、各アミノ酸同士にはたらく水分子を仲立ちとした水素結合が重要な役割を演ずる。
• 生物環境という立場から見れば、水はその（水素結合に起因する）比熱が大きいことによって温度を安定させる緩衝の意味合いが大きく、恒常性の維持に貢献していると言える。
• 低温の固体が液体より上部にくることは、海や湖沼を完全凍結しにくくし、生物に生存のチャンスを与えている。液体である4 °C の状態で最も密度が大きくなるという性質は水素結合の性質に起因している。
• 汗は非常に効率よく体温を下げる機能をもつ。水の蒸発潜熱が大きいのは水素結合が強いことに起因している。