Materia w przyrodzie występuje w trzech podstawowych stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym, przy czym każdy z nich cechuje odmienna organizacja struktury wewnętrznej i wynikające z niej specyficzne właściwości mechaniczne. Określenie „ciecz” odnosi się wyłącznie do ciekłego stanu skupienia i obejmuje substancje, które zachowując stałą objętość, nie posiadają własnego kształtu – przyjmują go zgodnie z geometrią naczynia, w którym się znajdują. Z inżynierskiego punktu widzenia kluczowe jest spostrzeżenie, że ciecze są substancjami płynnymi, których ruch uwarunkowany jest istnieniem naprężeń stycznych. Wynika stąd fundamentalna zasada: jeżeli w objętości cieczy nie działają żadne naprężenia styczne, ciecz pozostaje w stanie spoczynku lub porusza się jak bryła sztywna. Dopiero pojawienie się naprężeń stycznych – wywołanych gradientem prędkości wewnątrz ośrodka – inicjuje i podtrzymuje ruch zwany płynięciem. Zjawisko to odróżnia ciecze od ciał stałych, które mogą przenosić naprężenia styczne bez trwałego odkształcenia, oraz od gazów, które choć również są płynami, cechują się zupełnie inną podatnością na zmiany objętości.
Płynięcie cieczy jest procesem o szczególnej właściwości: może prowadzić do dowolnie dużych odkształceń, nawet gdy działająca siła jest znikomo mała – pod warunkiem że działa ona wystarczająco długo. Oznacza to, że ciecz nie posiada granicznej odporności na odkształcenie postaciowe, jaką wykazują ciała stałe sprężyste. Równocześnie jednak prędkość odkształcenia zależy od intensywności naprężeń stycznych i właściwości samej cieczy – w szczególności od jej lepkości. Właśnie ta zależność, opisana prawem Newtona dla płynów, stanowi fundament całej hydrodynamiki.
Podobnie jak cała mechanika płynów, hydromechanika opisuje ciecze w ramach modelu ośrodka ciągłego. Oznacza to, że pomijamy dyskretną budowę molekularną cieczy i zakładamy, iż jej właściwości fizyczne są ciągłymi funkcjami współrzędnych przestrzennych i czasu. Warunek poprawności tego założenia jest spełniony, gdy rozpatrywana objętość zawiera dostatecznie wiele cząsteczek, by uśrednione parametry statystyczne były reprezentatywne – a w przypadku wody i większości cieczy technicznych odpowiada to objętościom rzędu pojedynczych pikolitrów, czyli wymiarom kilkuset nanometrów. W praktyce inżynierskiej warunek ten jest spełniony z wielokrotnym zapasem. Kluczową konsekwencją modelu ciągłego jest możliwość mówienia o właściwościach cieczy w danym punkcie: gęstości, ciśnieniu, temperaturze czy prędkości przepływu – bez odwoływania się do zachowania pojedynczych molekuł. Typowym i powszechnie stosowanym przykładem cieczy w obliczeniach inżynierskich jest woda, ze względu na jej dostępność, dobrze zbadane właściwości oraz kluczową rolę w instalacjach sanitarnych, grzewczych i klimatyzacyjnych.
Do podstawowych charakterystyk fizycznych wody i cieczy w ogólności należą:
- gęstość,
- ciężar objętościowy,
- ściśliwość,
- rozszerzalność cieplna,
- lepkość,
- napięcie powierzchniowe,
- ciśnienie parowania.
Każda z tych wielkości odgrywa konkretną rolę w analizie układów hydraulicznych i zasługuje na osobne omówienie.