Culoarea aparentă a apelor naturale (și a bazinelor de înot) este deseori determinată mai mult de solidele dizolvate și suspendate, sau prin reflectarea cerului, decât de apă în sine.

În timp ce cantitățile relativ mici de apă par incolore, apa pură are o culoare albastră, care devine un albastru mai profund, pe măsură ce grosimea eșantionului observat crește. Nuanța albastră a apei este o proprietate intrinsecă și este cauzată de absorbția și dispersia selectivă a luminii albe. Elementele dizolvate sau impuritățile suspendate pot da o culoare diferită.

Lumina din spectrul electromagnetic vizibil poate traversa câțiva metri de apă pură (sau gheață) fără absorbție semnificativă, astfel încât să pară transparentă și incoloră. Astfel, plantele acvatice, algele și alte organisme fotosintetice pot trăi în apă până la sute de metri adâncime, deoarece lumina soarelui poate ajunge la ele. Vaporii de apă sunt în esență invizibili ca gaz.

La o grosime de 10 metri sau mai mult însă, culoarea intrinsecă a apei (sau a gheții) este vizibil turcoaz (albastru verzui), deoarece spectrul său de absorbție are un minim ascuțit la culoarea corespunzătoare a luminii (1/227 m-1 la 418 nm). Culoarea devine din ce în ce mai puternică și mai întunecată, cu cât grosimea este mai mare. (Practic, lumina soarelui nu ajunge în zonele oceanelor sub 1000 de metri adâncime.) Infraroșu și lumina ultravioletă, pe de altă parte, sunt puternic absorbite de apă.

Indicele de refracție al apei lichide (1,333 la 20 °C) este mult mai mare decât cel al aerului (1.0), similar celui al alcanilor și etanolului, dar mai mic decât cel al glicerinei (1,473), benzenului (1,501), disulfura de carbon (1,627) și tipurile comune de sticlă (1,4 până la 1,6). Indicele de refracție al gheții (1,31) este mai mic decât cel al apei lichide.