Cząsteczki wody mogą skutecznie solwatować zarówno kationy i atomy elektrofilowe cząsteczek (poprzez oddziaływanie elektrostatyczne), jak i aniony i atomy nukleofilowe (poprzez wiązania wodorowe). Stopień hydratacji jonów może decydować o rozpuszczalności danej substancji, np. siarczan magnezu jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (33,5 g/100 g H2O w 20 °C), siarczan wapnia słabo (0,24 g/100 g), a siarczan baru jest praktycznie nierozpuszczalny (0,00031 g/100 g)CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87th ed.; Boca Raton:CRC Press LLC, 2007., pomimo że na podstawie energii sieci krystalicznej należałoby oczekiwać sytuacji odwrotnej. Różnice te przypisuje się różnej hydratacji kationów; ich liczby hydratacyjne (określające liczbę cząsteczek wody zaasocjowanych wokół jonu) wynoszą: ok. 15, 5,9 i 4,2.
Miarą rozpuszczalności substancji jonowych w wodzie jest iloczyn rozpuszczalności. Rozpuszczalność większości ciał stałych i cieczy w wodzie zwiększa się wraz z temperaturą, natomiast rozpuszczalność gazów maleje. Rozpuszczaniu niektórych substancji w wodzie może towarzyszyć kontrakcja objętości (np. rozpuszczanie etanolu). Większość substancji ma ograniczoną rozpuszczalność w wodzie, jednak niektóre ciecze są mieszalne z wodą, czyli tworzą roztwory wodne w pełnym zakresie stężeń 0–100% (np.