המים מהווים את רוב המסה של רוב היצורים החיים, וממלאים תפקידים רבים בגופם. התפקידים העיקריים הם שימוש כנוזל תוך-תאי (ציטופלזמה) וכמרכיבו העיקרי של הדם, אך המים נחוצים גם לתפקידים משניים רבים אחרים, כגון ניקוי הגוף, הזעה והלחתה. כל תא חי זקוק לכמות מסוימת של מים כדי להתקיים.
יצורים מסוימים מפיקים את הגזים הנחוצים לנשימתם (חמצן או פחמן דו-חמצני) מתוך המים. זימי הדגים הם האיבר הידוע ביותר המשמש להפקת גזי נשימה מומסים במים.
מלבד השימושים הפנים-גופניים עושים יצורים שונים שימוש במים למטרות חוץ-גופניות שונות. הדוגמה העיקרית לשימוש זה היא משמעות המים כסביבת חיים עבור החיים הימיים: דגים, צמחי מים וכו'. דוגמאות אחרות הן השימוש במים כסביבה להטלת ביצים, כמקור מזון וכחיץ כנגד טורפים.
את המים משיגים היצורים החיים באופנים שונים. בעלי החיים סופגים מים בגופם בעיקר באמצעות שתייה, בעוד הצמחים יונקים את רוב מימיהם בעזרת שורשיהם.
המים דרושים ליצורים חיים בכמויות מסוימות, ובאיכות מסוימת. איכות זו נקבעת על-פי החומרים המומסים במים: אמנם החיים דורשים כמויות משתנות של חומרים מומסים (כדוגמת מינרלים), אך מרבית החומרים המומסים במים (או חומרים רצויים בכמויות לא רצויות) הופכים את המים לבלתי שמישים או אפילו רעילים.
שינוי באיכות המים שפוגע בשימוש מסוים שלהם (לדוגמה - שתייה), אינו פוגע בהכרח בשימושים אפשריים אחרים (לדוגמה - הטלת ביצים).
הדוגמה הבולטת ביותר למים שאינם שמישים ללא טיפול מיוחד, הם מי האוקיינוסים והימים המלוחים, אותם מסוגלים לשתות רק יצורי-מים מזנים מסוימים. סוגים אחרים של מים שאינם שמישים הם מים שזוהמו על ידי התעשייה.
אדי מים מהווים גז חממה.
המים עבור האדם.
המים משמשים את האדם למגוון רחב של פעולות, ביניהן: שתייה, ניקיון, בישול, השקיה, קירור וחימום, המסה, שיט, הפקת אנרגיה הידרואלקטרית, שחייה, רחצה, צלילה, דיג וכיבוי אש. פעולות אלו מחולקות לצריכה ביתית (ברובה שתייה, היגיינה ובישול), שימוש חקלאי (ברובו השקיה ומי שתייה עבור חיות מבויתות), שימוש תעשייתי (ניקוז, קירור, המסה ועוד), שימוש עירוני (ברובו ניקוז), שימוש למטרות תחבורה (שיִט), שימוש למטרות מחקר ושימוש למטרות פנאי (שיִט, שחייה ועוד).
האדם קולט את המים על ידי שתייה ומזון ופולט אותם על ידי זיעה, הפרשה ונשיפה. השימוש החשוב ביותר במים, אף על פי שלא הגדול ביותר מבחינה כמותית, הוא השתייה. האדם זקוק למים מתוקים (כלומר - ללא אחוזי המלח הגבוהים שבאוקיינוסים), ולכן היה תלוי במים שמקורם במשקעים, ולאחרונה אף בהתפלה. צריכת המים לנפש אינה זהה עבור כל בני האדם, ותלויה במאפיינים אנושיים רבים, בשיטות ייצור, ברמת חיים וכן הלאה.
בזכות השימושים הרבים למים, קיימת השפעה הדדית הדוקה בין המים לבין תחומי הדמוגרפיה והכלכלה. קיומם של מים מתוקים לשתייה ולהשקיה כמו סמיכות לאזורי דיג וגישה לנתיבי תחבורה ימיים, עשוי להשפיע על נטיות ההתיישבות האנושיות. לרוב מעדיפים בני אדם להתיישב בסמוך למקור מים מתוקים ובעל נגישות לשטחי מים מלוחים, אם כי התפתחויות טכנולוגיות שונות (לדוגמה: שיפורים חקלאיים, פיתוח טכנולוגיות תחבורה וכדומה) משנות נטיות אלו.
צורות ההתיישבות מחד וניצול המים מאידך משנים את מצב המים. מלבד השינויים הברורים מאליהם (לדוגמה: שתייה גורמת למעבר מים לתוך גוף האדם), קיימים שינויים רבים ומורכבים בזמינות המים. לדוגמה, הקמת סכר על פני נהר עשויה להביא להסטת מסלולו. השפעות הדדיות אלו של האדם והמים מביאות לכך שהמים מהווים מרכיב ניכר של הפוליטיקה האנושית, גם אם באופן שאינו גלוי. נושאים כגון זיהום מים ושליטה על מקורות מים הם מכריעים ביותר במאבקי הכוח הפוליטיים השונים.
בעוד שבעולם המערבי אספקת המים היא לרוב מובנת מאליה, לא כך המצב בארצות העולם השלישי. למיליארדים של בני אדם - רוב אוכלוסיית העולם - אין גישה למים נקיים. המחסור החמור במים אינו מאפשר לתושבי אזורים אלו לשתות מספיק ולשמור על היגיינה, דבר שמגביר את התחלואה. אחרים משתמשים במקורות מים מזוהמים, דבר שאף הוא גורם לתחלואה; רוב מוחלט של המקרים של כמה מחלות הנפוצות בעולם השלישי, כגון מלריה ודיזנטריה, נגרם ממים מזוהמים. בדיונים על מצבן של מדינות העולם השלישי נדחק לעיתים קרובות נושא המים לשוליים אך בעיות רבות הפוקדות המדינות העניות יוכלו להיפתר רק לאחר התייחסות רצינית למשבר המים.
ד"וח של ארגון השימור הבינלאומי (WWF) מתריע מפני מחסור עתידי במי שתייה גם במדינות העולם המערבי עקב התייבשות הקרחונים בצפון אירופה ושימושים בזבזניים שונים כגון ייצור מוזל של בגדים, פירות, ירקות ותכשיטים. בלונדון בלבד, דליפות מתשתיות מים ישנות מבזבזות כמות של כ-300 בריכות שחייה אולימפיות ביום.
ב-22 במרץ חל יום המים הבינלאומי.
מים בישראל.
בישראל נעדרת הנהרות, על גבול המדבר קיימת מצוקת מים מאז ומעולם. התפילה לגשם מובנית במסורת היהודית, והלכות רבות דנות בתעניות תחנונים לגשם. הרשות הממשלתית למים ולביוב אחראית על ניהול משק המים בישראל ומופקדת על כל הגופים המפיקים מים במדינה. חברת "מקורות", חברת המים הלאומית של ישראל, גורם הפקת המים הגדול ביותר בישראל, המפיקה כ-70% מהמים בישראל, וגם אחראית על הולכתם ברמה הארצית, בעיקר באמצעות המוביל הארצי.. תפקידי "מקורות" לפי החוק: "להקים את המפעל הארצי, לנהלו, לספק מים ממנו ולהחזיקו במצב תקין, לשפרו, להרחיבו ולעשות כל פעולה אחרת הדרושה להספקת מים ממנו". כבתחומים רבים, נקטה הממשלה מדיניות הפרטה במשק המים.
ב"תזכיר ההתאגדות של חברה מוגבלת במניות", אשר הכריז על הקמתה של חברת מקורות, שהתפרסם ב-31.1.1937, הוגדר תפקידה של חברת המים שעתידה הייתה לקום: "להוציא לפועל ולעשות את כל הדברים הנחוצים, או המתאימים, להשגת מים, אגירתם, מכירתם, מסירתם, הפצתם או המצאתם".
על התזכיר היו חתומים תשעת מנהלי החברה הראשונים מהסוכנות היהודית, קק"ל, חברת "ניר" ההסתדרותית, והמרכז החקלאי.
בעקבות מצוקת משק המים בישראל הוטל בשנת 2009 היטל על צריכת מים - היטל בצורת.
אמצעים לשימוש במים.
כחלק מהשפעות האדם על המים נוצר צורך של החברה האנושית להניע מים על מנת לשרת את מטרותיהם:
מלבד אלו יש לעיתים צורך בשינוי מצב המים בצורות שונות:
כמו כן, עשוי להיות שימוש במים שאינו עוסק בשינוי ישיר שלהם. לדוגמה, ציפה עשויה להועיל לאדם בתחומים רבים, ובעיקר בתחום התחבורה (ברכבים צפים המכונים כלי שיט ואף באופן ישיר, ללא כלי שיט, כגון שינוע של בולי עץ בנהרות). כמו כן, שיטת צלילה והשקעת עצמים במים (לאו דווקא של בני אדם), חיוניות למטרות שונות כגון מדידת נפח, דיג וכדומה.
מתקני מים.
האפשרויות להשיג מים, לאגור אותם ולהוביל אותם ממקום למקום הן שקבעו את מיקומם של יישובים, את אופיים, את אורח החיים בהם ואת התפתחותם הכלכלית והתרבותית. עד התקופה הרומית, לפני כאלפיים שנה, היו מרבית היישובים סמוכים למקורות מים כמו מעיינות ונחלים. אספקת המים של יישובים אחרים הייתה תלויה בבורות ובבריכות אגירה של מי גשמים. הצורך במים הביא לפיתוח של מתקנים שונים להשגתם: מתקנים להעברת מים, מתקני אגירה ומתקנים לניצול מי תהום.
מתקנים להעברת מים.
אחד המתקנים הקדומים ביותר להעברת מים ממקום למקום הוא התעלה. התעלה נחצבה בקרקע ודופנותיה חוזקו בעזרת אבנים. תעלות גדולות הגיעו לאורך כמה קילומטרים, לרוחב של כשני מטרים ולעומק של קרוב לשלושה מטרים. המים שנאספו לתעלות היו מי שיטפונות או מים ממקורות קבועים כמו מעיינות ונחלים. זרימת המים בתעלות הייתה בכוח הכבידה.
לעיתים קרובות היו מקורות המים של תושבי הערים המבוצרות מחוץ לחומות. כדי להבטיח אספקת מים לעיר גם בעת מלחמה ומצור נחצבו נקרות – דרכי מעבר תת-קרקעיות אל מקורות המים. אחת הנקרות המפורסמות בישראל היא נקבת השילוח, שסיפקה מים לתושבי ירושלים הקדומה.
עם הגידול באוכלוסיית האדם והתרחבות ההתיישבות עלה הצורך להעביר מים אל יישובים ואל אדמות חקלאיות המרוחקים ממקורות המים. לצורך זה הוקמו אמות מים (אקוודוקטים).
מקור השם מתקופת המשנה, אז היה מקובל לחפור תעלות מים ברוחב ובעומק אמה (יחידת מידה קדומה בת 48 ס"מ, 60 ס"מ לפי דעה אחת), ומכאן שמם. אמות המים היו מורכבות מסדרה של תעלות בנויות, פתוחות או סגורות, המונחות על הקרקע או על גבי גשרים. מקור המים היה בגובה רב יותר מהיעד שלהם, כדי שיזרמו בכוח הכבידה. לעיתים חצתה האמה רכסי הרים בתוך מנהרות חצובות.
מתקנים לאגירת מים.
חלק ממתקני האגירה בתקופות קדומות היו טבעיים, כמו גבים (בריכות הנוצרות בתוך שקעים בקרקע), אגמים ושטחי הצפה עונתיים. מתקני אגירה אחרים היו בנויים, כמו סכרים בריכות ובורות.
הסכר הוא קיר בנוי באפיק נחל, שעוצר את הזרימה של המים. עצירת הזרימה יוצרת מאגר במעלה הנחל. את המים שנאגרו הובילו בדרך כלל בתעלות למקומות שונים על פי הצורך. סכרים שימשו הן לאגירת מי שתייה והן לאגירת מים להשקיה. שיטת ההשקיה הנפוצה בתקופות קדומות הייתה שיטת ההצפה: מהמאגר הובלו המים אל השדה שחולק לחלקות. לאחר שהציפו חלקה אחת עברו עודפי המים לחלקה נוספת, נמוכה יותר, וכך הלאה.
הבריכות נבנו בדרך כלל סמוך למעיין או בתוואי של זרימת מי שיטפונות. החיסרון העיקרי של אגירה בסכרים או בבריכות פתוחות היה התאדות חלק ניכר מכמות המים במאגר. היו גם בריכות תת-קרקעיות דמויות מנהרות, שהמים בהן נשמרו תקופות ארוכות יותר. אפשר למצוא בריכות כאלה לאורך מדרונות של ואדיות בנגב.