水循環(huán)是指水由地球不同的地方透過吸收太陽(yáng)以來的能量轉(zhuǎn)變存在的模式到地球中另一些地方，例如：地面的水份被太陽(yáng)蒸發(fā)成為空氣中的水蒸氣。而水在地球的存在模式包括有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。而地球中的水多數(shù)存在于大氣層中、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水會(huì)透過一些物理作用，例如：蒸發(fā)、降水、滲透、表面的流動(dòng)和表底下流動(dòng)等，由一個(gè)地方移動(dòng)至另一個(gè)地方。如水由河川流動(dòng)至海洋。
水循環(huán)指水在一個(gè)既沒有起點(diǎn)亦沒有終點(diǎn)的循環(huán)中不斷移動(dòng)或改變存在的模式。當(dāng)水在地球中移動(dòng)時(shí)，將會(huì)在氣態(tài)、固態(tài)和液態(tài)，三個(gè)狀態(tài)中不斷轉(zhuǎn)變。水由一個(gè)地方移動(dòng)至另一個(gè)地方所需的時(shí)間可以秒作單位，亦可以是數(shù)以千年計(jì)。而地球中的總水量約為1.37 X 10^9km^3，其中以包含海洋的含水量。而盡管水在水循環(huán)中不斷改變，但地球的含水量基本不變。
水會(huì)透過各種物理變化或生物物理變化而達(dá)成移動(dòng)。而蒸餾和降水在整個(gè)水循環(huán)中擔(dān)當(dāng)一個(gè)非常重要的角色，這兩個(gè)過程于每年令505,000 km^3的水產(chǎn)生移動(dòng)。它們亦令地球中大部分水產(chǎn)生移動(dòng)。河流所帶動(dòng)的水流只屬于中等，而由冰直接升華至水蒸氣更是非常少。
以下會(huì)列出一些涉及水循環(huán)的過程:
儲(chǔ)水量
地球的水會(huì)貯存在整個(gè)水循環(huán)中不同的地方，而這些地方便是貯水處。在地球中最大的貯水處為海洋，它的貯水量是地球的總含水量的97%，而第二大的貯水處是以固體形式貯存水的冰帽及冰河。而整個(gè)生物圈所存的水則為最少的。
在水循環(huán)中各部分的貯水量
| 貯水處 |
水的容量
(10^6km^3) |
占全部的百份比 |
| 海洋 |
1370 |
97.25 |
| 冰帽和冰河 |
29 |
2.05 |
| 地下水 |
9.5 |
0.68 |
| 湖泊 |
0.125 |
0.01 |
| 濕潤(rùn)的泥土 |
0.065 |
0.005 |
| 大氣層 |
0.013 |
0.001 |
| 溪流和河流 |
0.0017 |
0.0001 |
| 生物圈 |
0.0006 |
0.00004 |
水于水循環(huán)中各部分平均停留的時(shí)間
表中顯示水分子于水循環(huán)中各部分的平均停留時(shí)間。然而，這些數(shù)據(jù)只是平均值，當(dāng)中水分的停留時(shí)間是絕對(duì)有機(jī)會(huì)長(zhǎng)過或短過平均值。
地下水在離開前可于地底停留超過一萬年。因水會(huì)透過蒸發(fā)、蒸騰、溪流的流動(dòng)和地下水的補(bǔ)充離開泥土及水在地面中的分布是非常廣泛，所以水只會(huì)被短暫地儲(chǔ)存于泥土中。而水在蒸發(fā)或蒸騰后及凝結(jié)或降水前，會(huì)存于大氣層中大約九日。
在水文學(xué)，有兩個(gè)方法去估計(jì)水的停留時(shí)間。常用方法主要是依賴質(zhì)量守恒定律和假設(shè)既定的儲(chǔ)水處的儲(chǔ)水量是大概不變的。這個(gè)方法是透過找出進(jìn)出存水處的水量比例以估計(jì)水的停留時(shí)間。在概念上，這相當(dāng)于計(jì)算填滿一個(gè)空的、或沒有水分流出的容器所需的時(shí)間。反之，則是計(jì)算水分從一個(gè)裝滿水的、或沒有水分進(jìn)入的容器中完全流失所需的時(shí)間。
而另一個(gè)方法是用同位素技術(shù)去尋找水的停留時(shí)間，而這技術(shù)會(huì)多用于地下水。這技術(shù)是水文學(xué)的分域??同位素水文學(xué)。
隨時(shí)間的改變
在過往幾個(gè)世紀(jì)中，因?yàn)?A title=全球變暖 >全球變暖的關(guān)系，加速了降水及蒸發(fā)的速度。而暖的空氣亦提供了一個(gè)比較大的空間而儲(chǔ)存水分，所以水循環(huán)亦變得越來越劇烈。
在2007年政府間氣候變化專門委員會(huì)在科學(xué)范疇上一致通過一個(gè)關(guān)于政策制定的總結(jié)，而其目的是要在二十一世紀(jì)中繼續(xù)增強(qiáng)整個(gè)水循環(huán)，但這不代表會(huì)增強(qiáng)全部地區(qū)的降水量。在二十一世紀(jì)中，亞熱帶地區(qū)的降水量將會(huì)下降，令發(fā)生干旱的機(jī)會(huì)增加。而緯度越高、越接近兩極的亞熱帶地區(qū)（如地中海盆地、南非、澳洲南部，以及美國(guó)西南部等），干燥的程度則越高。赤道地區(qū)的氣候傾向濕，而年降雨量亦相應(yīng)的上升。
冰川退縮是其中一種水循環(huán)的改變。自1850年的冰川因降水量不及水分經(jīng)升華及溶雪流失的速度而令退縮的范圍擴(kuò)大。
一些人為的活動(dòng)亦可以改變水循環(huán)：
對(duì)氣候的影響
水循環(huán)的能量主要來自太陽(yáng)。全球有86%的水份蒸發(fā)是來自大海，而大海則透過蒸發(fā)降低溫度。當(dāng)沒有來自蒸發(fā)的冷卻作用時(shí)，溫室效應(yīng)會(huì)令表面溫度升至67℃和變成一個(gè)更暖的行星。
而大部分光能會(huì)照射至熱帶的海洋。在蒸發(fā)發(fā)生后，水蒸氣上升至大氣層及被風(fēng)吹離熱帶。而大部分蒸氣會(huì)在熱帶中凝結(jié)成雨，以釋放的潛能則會(huì)令空氣變暖。而這會(huì)產(chǎn)生大氣環(huán)流。
對(duì)生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)的影響
水循環(huán)是眾多生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)之一。而水流在眾多的生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)中皆扮演著重要的角色。徑流多負(fù)責(zé)把被腐蝕的沉積物與磷由陸地傳送至水中生物。在陸地被水流侵蝕后，一些可溶的鹽便會(huì)溶入水中。而海水的鹽度亦被此控制。在耕地中使用含有豐富磷的肥料且遇到大雨時(shí)，大量此類肥料會(huì)被沖至河流中，令湖泊被富營(yíng)養(yǎng)化。水流及地下水流在氮循環(huán)中亦有舉足輕重的作用，它們皆為水中生物帶來大量氮化物。然而氮化物亦產(chǎn)生一個(gè)很嚴(yán)重的問題，當(dāng)農(nóng)場(chǎng)把含有硝酸鹽的肥料經(jīng)水道系統(tǒng)排放至墨西哥灣，在密西西比河的出口便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)缺氧的海洋區(qū)域。水流在碳循環(huán)中負(fù)責(zé)傳送一些已被侵蝕巖石及泥土以被視為一個(gè)重要的角色。
