Koloběh vody se týká přenosu vody z jednoho stavu nebo nádrže do druhého. Mezi nádrže patří vzdušná vlhkost (sníh, déšť a mraky), potoky, oceány, řeky, jezera, podzemní vody, podzemní vodonosné vrstvy, polární ledové čepičky a nasycená půda. Sluneční energie ve formě tepla a světla (sluneční záření) a gravitace způsobují přenos z jednoho stavu do druhého po dobu několika hodin až tisíců let. Většina odpařování pochází z oceánů a vrací se na Zemi jako sníh nebo déšť.: 27 Sublimace označuje odpařování ze sněhu a ledu. Transpirace znamená výdech vody minutovými póry nebo průduchy stromů. Evapotranspirace je termín používaný hydrology ve vztahu ke třem procesům společně, transpiraci, sublimaci a odpařování.
Marq de Villiers popsal hydrosféru jako uzavřený systém, ve kterém existuje voda. Hydrosféra je složitá, složitá, vzájemně závislá, všudypřítomná a stabilní a „zdá se být účelová pro regulaci života.“: 26 De Villiers tvrdil, že „na Zemi se celkové množství vody od geologických dob téměř jistě nezměnilo: to, co jsme tehdy měli, stále máme. Voda může být znečištěna, zneužívána a zneužívána, ale není ani vytvořena, ani zničena, pouze migruje. Neexistují žádné důkazy o tom, že vodní pára uniká do vesmíru. „: 26
„Obrat vody na Zemi každý rok zahrnuje 577 000 km3 vody. Jedná se o vodu, která se odpařuje z oceánského povrchu (502 800 km3) a ze země (74 200 km3). Totéž množství vody klesá jako atmosférické srážky, 458 000 km3 na oceán a 119 000 km3 na souši. Rozdíl mezi srážkami a odpařováním z povrchu pevniny (119 000 – 74 200 = 44 800 km3 / rok) představuje celkový odtok řek Země ( 42 700 km3 / rok) a přímý odtok podzemní vody do oceánu (2100 km3 / rok) . Toto jsou hlavní zdroje čerstvé vody na podporu životních potřeb a ekonomických činností člověka.
Voda je základní životní nutnost. Vzhledem k tomu, že 2/3 Země je pokryta vodou, je Země také nazývána modrá planeta a vodní planeta. Hydrosféra hraje důležitou roli v existenci atmosféry v její současné podobě. Oceány jsou v tomto ohledu důležité. Když byla Země vytvořena, měla jen velmi tenkou atmosféru bohatou na vodík a hélium podobnou současné atmosféře Merkuru. Později byly plyny vodík a hélium vypuzeny z atmosféry. Plyny a vodní páry uvolňované při ochlazování Země se staly její současnou atmosférou. Do atmosféry se dostaly také další plyny a vodní páry uvolněné sopkami. Jak Země ochlazovala, vodní pára v atmosféře kondenzovala a padala jako déšť. Atmosféra se dále ochladila, když se atmosférický oxid uhličitý rozpustil v dešťové vodě. To dále způsobilo, že vodní pára kondenzovala a padala jako déšť. Tato dešťová voda vyplňovala prohlubně na povrchu Země a formovala oceány. Odhaduje se, že k tomu došlo asi před 4000 miliony let. První formy života začaly v oceánech. Tyto organismy nedýchaly kyslík. Později, když se vyvinuly sinice , začal proces přeměny oxidu uhličitého na potravu a kyslík. Výsledkem je, že zemská atmosféra má výrazně odlišné složení od ostatních planet a umožňuje vývoj života na Zemi.