在自然界中水的分布極為廣泛，分布于大氣圈、地球表面和地殼表層中。我們將其分別稱為大氣水、地表水和地下水。自然界中水的總量約為1338×1015m3，在海洋中分布有1300× 1015m3，埋藏在地面以下的地下水的總量約為8.4×1015m3，其中50%的地下水埋藏在地面以下1km范圍以內(nèi)。因此，水文地質(zhì)學(xué)的研究對象——地下水只是自然界中水的極少一部分，然而它卻與大氣水、地表水形成了一個相互聯(lián)系的整體。自然界中水的循環(huán)就是反映了大氣水、地表水和地下水三者的相互聯(lián)系。

在太陽熱的作用下，水蒸騰變成水蒸氣進入大氣圈，并隨大氣運動，在適宜的條件下形成降水。降水中的一部分匯集于江河湖沼形成地表水，部分滲入地下。滲入地下的水，部分滯留于包氣帶中(其中的土壤水為植物提供了生長所需的水分)，其余部分滲入飽水帶巖石空隙中，成為地下水。地表水與地下水有的重新蒸發(fā)返回大氣圈，有的通過地表徑流或地下徑流返回海洋。自然界中的水循環(huán)就是在太陽輻射和重力共同作用下，以蒸發(fā)、降水和徑流等方式周而復(fù)始進行的。也就是水通過蒸發(fā)進入大氣，通過降水又返回陸地和海洋(圖2-32)。

水循環(huán)分為小循環(huán)與大循環(huán)。海洋與大陸之間的水分交換為大循環(huán)。海洋或大陸內(nèi)部的水分交換稱為小循環(huán)。通過調(diào)節(jié)小循環(huán)條件，加強小循環(huán)的頻率和強度，可以改善局部性的干旱氣候。目前人力仍無法改變大循環(huán)條件。