非结合水指物料与水分所形成的混合物中的水分，与上述的空隙水分一样，是残留在物料组织结构的小容积骨架中或细小颗粒之间的水分。排除这种水分只需克服流体流经物料骨架的流体阻力即可。非结合水是化学结合水、物理—化学结合水、物理—机械结合水中排除水分所需能量级别最低的水分。常用离心、过滤或加热干燥等方法排除物料中的非结合水。
结合水与非结合水的基本区别是其表现的平衡蒸汽压不同。非结合水的性质与纯水相同，其表现的平衡蒸汽压即为同温度下纯水的饱和蒸汽压。结合水则不同，因化学和物理化学力的存在，所表现的蒸汽压低于同温度下的纯水的饱和蒸汽压。