Der Wasserkreislauf besteht aus drei Phasen. Die erste ist die Verdunstung, da die Sonnenwärme flüssiges Wasser aus Flüssen, Seen und Ozeanen in Wasserdampf umwandelt. Die zweite Stufe ist die Kondensation. Wenn Wasserdampf in die Atmosphäre aufsteigt, kühlt er ab und kondensiert zu Tröpfchen aus flüssigem Wasser. Windströmungen tragen dieses Wasser als Wolken. Die dritte Stufe ist der Niederschlag, bei dem Wasser als Regen oder Schnee auf die Erde zurückfällt.
Nach der Niederschlagsphase findet das meiste Regenwasser und der Schneefall seinen Weg zurück in Seen oder Ozeane, wo sich der Kreislauf wiederholt. Wasser, das in Polarregionen oder auf hohe Berggipfel fällt, kann im Gletschereis eingeschlossen werden. Ein Teil des Wassers dringt tief in den Boden ein, wo es in große unterirdische Pools gelangt, die als Grundwasserleiter bezeichnet werden. Wasser in Grundwasserleitern kann jahrhundertelang ungestört bleiben (obwohl immer mehr Grundwasserleiter der Welt angezapft werden, um Ackerland zu bewässern). Der Rest gelangt zum größten Teil in die Biosphäre. Tiere, Pflanzen und die meisten anderen Organismen sind für ihr Überleben völlig auf Wasser angewiesen.
Obwohl die Dynamik des Wasserkreislaufs ziemlich gut verstanden ist, ist es bekannt, dass Wettermuster nach einigen Tagen nur schwer genau vorherzusagen sind. Selbst mit dem Aufkommen von Supercomputern macht das komplexe Zusammenspiel von Wind und Meeresströmungen die Wettervorhersage fast zu einer Kunst wie einer Wissenschaft.
