Σχήμα 1
Η γη πολλές φορές ονομάζεται γαλάζιος πλανήτης με το δεδομένο ότι η επιφάνεια της καλύπτεται κατά 71% από νερό (Σχήμα 1). Οι ωκεάνιες και θαλάσσιες περιοχές αντιπροσωπεύουν το 97.2% του υδάτινου στοιχείου του πλανήτη, υπό τον γενικότερο όμως όρο Υδρόσφαιρα συμπεριλαμβάνουμε όλο το υδάτινο στοιχείο που απαντάται σε υγρή, στερεά (πάγος) και αέρια (υδρατμός) φάση.
Το πόσιμο νερό που βρίσκεται σε υγρά φάση (0.65%) κατανέμεται στις λίμνες, στα ποτάμια, και στην ατμόσφαιρα (~0.03%), στα υπόγεια ρεύματα (~0.62%) ενώ οι παγετώνες καταλαμβάνουν το (~2.15%) της συνολικής υδάτινης μάζας.
Είναι χαρακτηριστικό ότι το πόσιμο νερό που βρίσκεται σε υγρή κατάσταση και το οποίο είναι απαραίτητο για τη ζωή στον πλανήτη καταλαμβάνει μόνο το 0.65% της συνολικής υδάτινης μάζας.
Με τον όρο Υδρολογικό Κύκλο εννοούμε την αδιάλειπτη ροή του υδάτινου στοιχείου μεταξύ των θαλάσσιων, των χερσαίων (επιφανειακών και υπόγειων) και των ατμοσφαιρικών φυσικών υδατοδεξαμενών.
Η θέρμανση των επιφανειακών υδάτινων δεξαμενών (ωκεανοί θάλασσες, ποτάμια, λίμνες) από την ηλιακή ακτινοβολία προκαλεί εξάτμιση (μετατροπή του νερού από υγρή σε αέρια κατάσταση) και δημιουργεί τους υδρατμούς οι οποίοι κατανέμονται κατά το συντριπτικό τους ποσοστό στη τροπόσφαιρα (κάτω από τα 12 περίπου χιλιόμετρα). H διαδικασία επιστροφής των υδρατμών από τα φυτά στην ατμόσφαιρα ονομάζεται "εξατμοδιαπνοή" και συνίσταται στην απευθείας εξάτμιση του νερού από τις υγρές επιφάνειες των φυτών, όπου κατακρατείται, και η ταυτόχρονη απελευθέρωση υδρατμών από τους πόρους των φυλλωμάτων των φυτών.
Μέσω φυσικών και δυναμικών ατμοσφαιρικών διαδικασιών οι υδρατμοί σχηματίζουν υδροσταγόνες νέφους και από τα νέφη προέρχονται τα διάφορα υδρομετέωρα (βροχή, χιών, χάλαζα κλπ) μέσω των οποίων το νερό επιστρέφει στην γη σχήμα 2.
Το χιόνι είναι δυνατό να συγκεντρωθεί στις αρκτικές - πολικές περιοχές ή σε οροσειρές και να μετατραπεί σε κατάσταση πάγου στην οποία παραμένει για μεγάλες περιόδους.
Το σύνολο των φυσικών διεργασιών, της εξάτμισης του νερού από τις υδάτινες δεξαμενές της γης, της ανόδου των υδρατμών στην ατμόσφαιρα, της δημιουργίας των νεφών, της δημιουργίας των υδρομετεώρων που επαναφέρουν το νερό στη γη (θάλασσα ή ξηρά), της διήθησης του νερού στο έδαφος και της επιφανειακής απορροής ονομάζεται υδρολογικός κύκλος ή κύκλος του νερού. Το σύνολο των διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα στον υδρολογικό κύκλο περιγράφονται στα σχήματα 3 και 4.
Η συνολική μάζα των υδρατμών της ατμόσφαιρας ισοδυναμεί με τον υετό που λαμβάνει χώρα σε όλη τη γη σε διάστημα μιας εβδομάδας. Είναι επομένως αντιληπτό ότι για ένα χρονικό διάστημα μιας εβδομάδας περίπου διατηρείται ένα ισοζύγιο μεταξύ του μέσου υετού που καταπίπτει σε όλη την υδρόγειο και της μέσης εξάτμισης που λαμβάνει χώρα στον ίδιο χρόνο.
Το ισοζύγιο αυτό επιτυγχάνεται μέσω του υδρολογικού κύκλου. Υπολογίζεται ότι σε ετήσια βάση περίπου 320.000 κυβικά χιλιόμετρα νερού εξατμίζεται από τις θάλασσες και τους ωκεανούς ενώ η ετήσια εξάτμιση από την ξηρά (συμπεριλαμβανομένων των ποταμιών και των λιμνών) ανέρχεται σε 60.000 κυβικά χιλιόμετρα νερού.
Από το σύνολο των 380.000 κυβικών χιλιομέτρων νερού που εξατμίζονται σε ετήσια βάση τα 284.000 κυβικά χιλιόμετρα επανέρχονται στις ωκεάνιες-θαλάσσιες περιοχές ενώ τα 96.000 κυβικά χιλιόμετρα στην ξηρά με την πτώση των υδρομετεώρων