地球上的水包括海洋中的水、大陆上的水、大气中的水及地下水等，以气态、液态和固态形式存在。水的气、液、固三态转化特性是水循环的内因，太阳辐射和重力作用是这一过程的动力。战国秦王政八年（前239）《吕氏春秋》中较完整地记述了水循环概念。

包括：①在太阳辐射能的作用下，从海、陆表面蒸发的水分上升到大气中。②随着大气的运动和在一定的热力条件下，水汽凝结为液态水降落至地球表面。③一部分降水可被植被拦截或被植物散发，降落到地面的水可以形成地表径流。④渗入地下的水一部分以表层壤中流和地下径流形式进入河道，成为河川径流的一部分，另一部分补充地下水。⑤贮于地下的水，一部分上升至地表供蒸发，一部分向深层渗透，在一定的条件下溢出成为不同形式的泉水。⑥地表水和返回地面的地下水，最终都流入海洋或蒸发到大气中。水循环把水圈中的海洋与陆地上的地表水、土壤水与地下水，以及构成自然界（包括生物圈）与流动在社会中所有的水都联系在一起，与其他地学过程及生物学过程相互作用，影响物质与能量交换过程。水循环是自然界物质运动、能量转化和物质循环的重要方式之一，遵循质量守恒、能量守恒和动量守恒定律。

全球性的水循环称为大循环，由海洋、陆地和一系列大小区域的水循环组成。而海洋水循环或陆地水循环（包括内陆水循环）是从海洋或陆地蒸发的水汽，上升凝结，在重力作用下直接降落在海洋或陆地上。其中，大气层中水汽的循环是蒸发-凝结-降水-蒸发的周而复始的过程。海洋上空的水汽可被输送到陆地上空凝结降水，称为外来水汽降水；大陆上空的水汽直接凝结降水，称内部水汽降水。一地总降水量与外来水汽降水量的比值称该地的水分循环系数。陆地上的大气降水、土壤水、地表径流、地下径流和生物水之间的交换称五水转化。

水循环是联系地球系统地圈-生物圈-大气圈的纽带，是全球变化研究四大核心问题之一。水循环是地球表层最活跃的运动之一，不仅决定了人类赖以生存的水资源的时空分布，而且决定着森林、草原、沙漠、绿洲等自然景观的分布。人类利用水循环获得的可再生水资源使经济社会得到发展，与此同时，人类对水资源的开发利用又不断地改变着水循环系统的状态变量与边界条件，进而影响到水资源演变。研究水循环对于合理开发水资源，管理水资源，并进而协调人与自然的关系具有深远的意义。由于水循环与其所处的物理、生物地球化学和人文环境彼此间存在着相互作用与反馈的复杂关系，使得变化环境下的水循环研究成为当前国际水文科学的前沿。