Thủy quyển
Vòng tuần hoàn nước

Bài chi tiết: Vòng tuần hoàn nước
Trên Trái Đất, Vòng tuần hoàn nước là quá trình lưu chuyển của nước trong thủy quyển. Nó bao gồm nước có dưới bề mặt Trái Đất, trong các lớp đất, đá thạch quyển (tức nước ngầm), nước trong cơ thể động vật và thực vật (sinh quyển), nước bao phủ trên bề mặt Trái Đất trong các dạng lỏng và rắn, cũng như nước trong khí quyển trong dạng hơi nước, các đám mây và các dạng mưa, tuyết, mưa đá, sương. Năng lượng mặt trời, dưới dạng nhiệt và ánh sáng (cô lập), và trọng lực là nguyên nhân gây ra sự chuyển trạng thái (pha) của nước. Hầu hết sự bay hơi xảy ra ở các đại dương, và nước trở lại với mặt đất bằng những cơn mưa. Sự thăng hoa là sự bay hơi trực tiếp từ băng và tuyết (thể rắn). Sự thoát hơi nước xảy ra khi nước bay hơi qua các lỗ nhỏ hoặc khí khổng của thực vật. Thuật ngữ Sự bay hơi nước được các nhà thủy văn dùng để gọi chung ba quá trình thoát hơi nước, sự thăng hoa và sự bay hơi.
Marq de Villiers đã miêu tả thủy quyển là một hệ thống tuần hoàn kín trong đó có xuất hiện nước. Thủy quyển phức tạp, đa dạng, phụ thuộc lẫn nhau, toàn diện và ổn định; và “dường như được xây dựng nhằm mục đích điều chỉnh cuộc sống." De Villiers tuyên bố rằng, "Trên Trái Đất, tổng lượng nước gần như chắc chắn thay đổi kể từ khi có thời gian địa chất: những gì chúng ta có sau đó chúng ta vẫn có. Nước có thể bị ô nhiễm, lạm dụng và sử dụng không đúng cách nhưng nó không được tạo ra cũng không bị phá hủy, nó chỉ di chuyển. Không có bằng chứng nào cho thấy hơi nước thoát ra ngoài không gian. "
" Mỗi năm, lượng nước tuần hoàn trên Trái Đất ở vào khoảng 577.000 km³ nước. Lượng nước này bốc hơi từ bề mặt đại dương (502,800 km³) và từ đất liền (74,200 km³). Cùng lượng nước đó rơi xuống mặt đất từ khí quyển dưới dạng mưa, 458,000 km³ trên bề mặt đại dương và 119,000 km³ trên đất liền. Sự khác biệt giữa lượng mưa và lượng bốc hơi từ mặt đất (119,000 - 74,200 = 44,800 km³/năm) bằng tổng dòng chảy của các con sông trên Trái Đất (42,700 km³/năm) và dòng chảy nước ngầm trực tiếp ra đại dương (2100 km³/năm). Đây là những nguồn nước ngọt chính để hỗ trợ nhu cầu thiết yếu cho cuộc sống và các hoạt động kinh tế của con người."
Nước là nhu cầu cơ bản của cuộc sống. Vì 1/10 Trái Đất bị bao phủ bởi nước, Trái Đất còn được gọi là hành tinh xanh, hay hành tinh nước. Thủy quyển đóng vai trò quan trọng trong sự tồn tại của khí quyển ở thời điểm hiện tại. Đại dương giữ một vai trò quan trọng trong vấn đề này. Khi Trái Đất được hình thành, nó chỉ có một bầu khí quyển rất mỏng giàu khí hydro và heli, tương tự như bầu khí quyển hiện tại của sao Thủy. Sau đó, khí hydro và heli đã bị trục xuất khỏi khí quyển. Các khí và hơi nước được giải phóng khi Trái Đất nguội đi đã trở thành bầu khí quyển hiện tại. Các loại khí và hơi nước khác do núi lửa phun ra cũng đi vào khí quyển. Khi Trái Đất hạ nhiệt, hơi nước trong khí quyển ngưng tụ và rơi xuống dưới dạng mưa. Bầu không khí lạnh hơn khi carbon dioxide trong khí quyển hòa tan vào nước mưa. Vì thế, hơi nước càng ngưng tụ và tiếp tục rơi xuống dưới dạng mưa. Nước mưa này lấp đầy những vùng trũng trên bề mặt Trái Đất và hình thành các đại dương. Người ta ước tính rằng điều này xảy ra khoảng 4 tỉ năm về trước. Các dạng sống đầu tiên bắt đầu hình thành ở các đại dương. Những sinh vật này lúc đó không hô hấp bằng oxy. Sau này, khi vi khuẩn lam tiến hoá, quá trình chuyển đổi carbon dioxide thành thực phẩm và oxy bắt đầu. Do đó, bầu khí quyển của Trái Đất có thành phần khác biệt so với các hành tinh khác và cho phép sự sống phát triển trên Trái Đất.