Существование физически связанной воды обусловлено наличием на поверхности минеральной частицы слабого отрицательного заряда. Благодаря дипольному строению, молекулы воды притягиваются к поверхности минеральной частицы со слабым отрицательным зарядом, водородными положительными концами, образуя прочную связь. Связанная вода составляет примерно 42 % всей воды, содержащейся в земной коре. Физически связанная вода подразделяется на прочносвязанную (гигроскопическую или адсорбционную) и рыхлосвязанную (пленочную). Частицы пород, особенно тонкодисперсных, способны адсорбировать на свою поверхность молекулы водяного пара или жидкой воды (при смачивании) и удерживать их электростатическими силами как в виде отдельных молекул, так и в виде пленки толщиной в несколько молекул. Сверху этой пленки может образовываться как бы вторая пленка, притягиваемая молекулярными силами, действие которых ослабевает по мере утолщения пленки.
Признаки физически связанной воды:
- не подчиняется силе тяжести;
- не передает гидростатического давления в порах породы;
- не замерзает при температуре минус 78°С;
- не обладает растворяющей способностью;
- не замерзает до минус 78°С – гигроскопическая вода и до минус 6°С – пленочная.
Наибольшим количеством связанной воды обладают глинистые породы (до 45 %), обуславливая такие их свойства как пластичность, набухание, липкость и др.