Le cycle de l'eau est un cycle terrestre (notre planète a comme particularité d'être la seule du système solaire sur laquelle l'eau existe sous trois états : liquide, solide et gazeux) consistant à des échanges d'eau entre les différentes enveloppes de la Terre : l'atmosphère, l'hydrosphère (l'ensemble des éléments liquides de la Terre : rivière, mer...) et le sol (la lithosphère). Une grande partie de l'eau existante sur la terre est bloquée dans les roches : seuls 5 % environ de l'eau sont mobilisables, constituent le cycle de l'eau et permettent la vie.

L'eau des océans et des mers, chauffée par le soleil, s'évapore : c'est ce que l'on appelle l'évaporation. Les lacs, cours d'eau ainsi que la plupart des terrains et leur végétation rejettent également de l'eau par évapo-transpiration. Cette eau rejoint alors l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau. L'air chaud et humide s'élève. En s'élevant, il se refroidit : les gouttes d'eau se regroupent pour former des nuages, c'est l'effet de la condensation. Cette eau, contenue dans les nuages, retombe sur les océans et les continents lors des pluies et des tombées de neige (précipitations).

Environ les trois quarts des précipitations se font sur les océans et les mers. Dans ce cas, le cycle de l'eau est très court. Quand l'eau tombe sur les continents, elle ruisselle ou s'infiltre à travers les roches (infiltration ou écoulement souterrain). Une partie de cette eau tombée est utilisée par les plantes et ne s'écoule pas de cette façon. L'eau rejoint, dans un temps plus ou moins long, un cours d'eau. L'eau va de nouveau aller dans l'océan, les lacs et va reprendre le même chemin, ainsi c'est un cycle qui recommence à chaque fois.

Quand l'eau s'infiltre dans des roches, elle forme des nappes d'eau souterraine. Dans la plupart de ces nappes, l'eau circule lentement et finit par ressortir par des sources ou directement par le fond des cours d'eau. La quantité d'eau qu'il peut y avoir en stock dans la nappe par rapport à ce qui arrive chaque année à cette nappe (et en ressort) donne le temps de renouvellement. Ce temps est très différent selon les nappes d'eau : de quelques mois à plusieurs siècles dans certains cas (on parle alors d'eau fossile).

L'eau souterraine peut souvent être prélevée par l'homme après creusement ou forage de puits. Elle est souvent utilisé simplement au niveau d'une source un peu aménagée.

L'eau est présente sous trois formes pendant le cycle de l'eau :

L'eau est très abondante sur la planète, mais celle qui circule dans l'atmosphère et sur terre n'en est qu'une petite partie.

L'eau de mer, qui est salée, représente plus de 97 % du volume de l'eau sur la planète. L'eau douce en représente moins de 3 % ; dont les deux tiers sous forme de glace dans les inlandsis polaires. Il y a ensuite les eaux souterraines, les lacs, puis enfin les quantités d'eau dans l’atmosphère, dans les sols et dans les rivières.

La plupart des territoires du monde ont un excès d'eau qui s'écoule par les rivières et fleuves vers la mer. Pour certaines rivières, les prélèvements (pompages ou dérivations pour utiliser l'eau) réduisent le débit de façon notable.

L'aridité (peu de pluies) le relief de certains territoires au milieu d'un continent font que naturellement aucune eau ne s'écoule vers les océans depuis ces territoires. Toute l'eau qui y tombe fini par s'évaporer, bien qu'il puisse y avoir des cours d'eau. On les appelle des régions endoréiques.