El ciclo del agua se refiere a la transferencia de agua de un estado o depósito a otro. Los reservorios incluyen humedad atmosférica (nieve, lluvia y nubes), arroyos, océanos, ríos, lagos, aguas subterráneas, acuíferos subterráneos, casquetes polares y suelos saturados. La energía solar, en forma de calor y luz (insolación), y la gravedad provocan la transferencia de un estado a otro durante períodos de horas a miles de años. La mayor parte de la evaporación proviene de los océanos y regresa a la tierra en forma de nieve o lluvia.:27 La sublimación se refiere a la evaporación de la nieve y el hielo. La transpiración se refiere a la expiración del agua a través de los diminutos poros o estomas de los árboles. Evapotranspiración es el término utilizado por los hidrólogos en referencia a los tres procesos juntos, transpiración, sublimación y evaporación.
Marq de Villiers ha descrito la hidrosfera como un sistema cerrado en el que existe agua. La hidrosfera es intrincada, compleja, interdependiente, omnipresente y estable y «parece construida con el propósito de regular la vida»: 26 De Villiers afirmó que, «En la Tierra, la cantidad total de agua casi con certeza no ha cambiado desde los tiempos geológicos: lo que teníamos entonces todavía lo tenemos. El agua puede ser contaminada, abusada y mal utilizada, pero no se crea ni se destruye, solo migra. No hay evidencia de que el vapor de agua se escape al espacio «: 26
«Cada año, el volumen de agua en la Tierra implica 577.000 km3 de agua. Se trata de agua que se evapora de la superficie oceánica (502.800 km3) y de la tierra (74.200 km3). Lo mismo cantidad de agua cae como precipitación atmosférica, 458.000 km3 en el océano y 119.000 km3 en la tierra. La diferencia entre la precipitación y la evaporación de la superficie terrestre (119.000 – 74.200 = 44.800 km3 / año) representa la escorrentía total de los ríos de la Tierra ( 42.700 km3 / año) y escorrentía directa de aguas subterráneas al océano (2100 km3 / año) . Estas son las principales fuentes de agua dulce para sustentar las necesidades vitales y las actividades económicas del hombre. «
El agua es una necesidad básica para la vida. Dado que 2/3 de la Tierra está cubierta por agua, la Tierra también se llama planeta azul y planeta acuático. La hidrosfera juega un papel importante en la existencia de la atmósfera en su forma actual. Los océanos son importantes a este respecto. Cuando se formó la Tierra, solo tenía una atmósfera muy delgada rica en hidrógeno y helio similar a la atmósfera actual de Mercurio. Posteriormente, los gases hidrógeno y helio fueron expulsados de la atmósfera. Los gases y el vapor de agua liberados cuando la Tierra se enfrió se convirtieron en su atmósfera actual. Otros gases y vapor de agua liberados por los volcanes también ingresaron a la atmósfera. Cuando la Tierra se enfrió, el vapor de agua de la atmósfera se condensó y cayó en forma de lluvia. La atmósfera se enfrió aún más cuando el dióxido de carbono atmosférico se disolvió en el agua de lluvia. A su vez, esto provocó que el vapor de agua se condensara y cayera en forma de lluvia. Esta agua de lluvia llenó las depresiones de la superficie de la Tierra y formó los océanos. Se estima que esto ocurrió hace unos 4000 millones de años. Las primeras formas de vida comenzaron en los océanos. Estos organismos no respiraron oxígeno. Posteriormente, cuando evolucionaron las cianobacterias , comenzó el proceso de conversión de dióxido de carbono en alimento y oxígeno. Como resultado, la atmósfera de la Tierra tiene una composición claramente diferente a la de otros planetas y permitió que la vida evolucionara en la Tierra.