Gli omeopati credono nella cosiddetta "memoria dell'acqua". Secondo tale tesi, anche dopo numerose trasformazioni e a grande distanza dal luogo di origine, le molecole conserverebbero per un determinato periodo di tempo una geometria molecolare derivata dagli elementi chimici con cui sono venute a contatto. Secondo i sostenitori di questa teoria, il fenomeno sarebbe dovuto alla coerenza interna dei campi elettromagnetici, prevista dalla QED. La soluzione diluita, secondo questi autori, conserverebbe l'informazione del principio attivo e migliori effetti terapeutici di una dose maggiore. Senza l'effetto memoria dell'acqua, le concentrazioni di principio attivo in queste soluzioni acquose sono così basse da apparire prive di effetti terapeutici. Non è chiaro tuttavia perché l'acqua conserverebbe soltanto le proprietà terapeutiche e non quelle tossiche delle sostanze con cui è stata a contatto. Inoltre ogni molecola d'acqua della terra nella sua storia è entrata in contatto con molteplici sostanze, quali ad esempio urina, sali e altre sostanze chimiche, ma conserverebbe "memoria" solo delle sostanze desiderate "ignorando" quelle indesiderate. A parte tali problemi concettuali non esiste alcuna prova scientifica dell'esistenza di una "memoria dell'acqua".