En el ciclo hidrológico intervienen diversos factores ambientales, como el viento y la energía solar, iniciando con la evaporación del agua desde la superficie, luego, a medida que se eleva, el vapor de agua contenido en el aire comienza a enfriarse y se condensa en pequeñas gotas de agua, que se reúnen formando las nubes. Las nubes se mueven y chocan entre sí, hasta que en algún momento se producen las precipitaciones, producidas por el propio peso del agua. Cuando baja la temperatura de la atmósfera las precipitaciones pueden caer en forma de hielo o nieve.

Del agua que llega a la superficie terrestre, una parte alimenta los océanos y otros cuerpos de agua y otra es directamente aprovechada por los seres vivos, una tercera fracción del agua que precipita se filtra a través del suelo y se acumula formando acuíferos o capas de agua subterránea, que eventualmente pueden volver a emerger en forma de fuentes o formando parte de distintos cuerpos de agua (como arroyos o ríos). Tarde o temprano, el agua vuelve a evaporarse y el ciclo vuelve a comenzar.

El ciclo del agua se compone de las siguientes etapas sucesivas y simultáneas:

• Evaporación. El agua líquida de los océanos y otros cuerpos de agua se evapora y pasa de estado líquido a gaseoso, gracias a la acción de la luz solar y al calentamiento diario de la Tierra. Los seres vivos también contribuyen al proceso de evaporación, a través de la transpiración en el caso de las plantas y la sudoración en el de los animales.

• Condensación. El agua en la atmósfera se desplaza a enormes distancias, al esparcirse por los vientos en distintas direcciones. Cuando el vapor de agua llega a altitudes mayores, la temperatura más baja le permite condensarse, es decir, recuperar su forma líquida y formar gotas de agua que se acumulan en las nubes cada vez más oscuras a medida que contienen más y más gotas de agua.
  

• Precipitación. Cuando las gotas de agua contenidas en las nubes son ya lo suficientemente grandes y pesadas, rompen su estado de equilibrio y se producen las lluvias o precipitaciones.Generalmente, el agua cae en forma líquida, pero en ciertas regiones y condiciones climáticas donde las temperaturas son menores, puede hacerlo en forma más o menos sólida, como nieve, escarcha o granizo.

• Infiltración. El agua que alcanza el suelo terrestre penetra por ella y se transforma en agua subterránea. La cantidad de agua que se filtra por la superficie depende de distintos factores como la permeabilidad del suelo, la pendiente y la cobertura vegetal de la región. El agua infiltrada puede luego volver a la atmósfera por evaporación o ser incorporada a distintos cuerpos de agua superficiales.
  

• Escorrentía. El agua líquida se moviliza cuesta abajo por la superficie del terreno a través de diversos métodos, la escorrentía es capaz de generar erosiones y transportar sedimentos.
  

• Circulación subterránea. Al igual que la escorrentía, el agua se mueve a favor de la gravedad hacia donde está inclinado el suelo. En este caso, el agua se filtra a través de los poros de la tierra y luego se desplaza por el subsuelo, en ocasiones incluso a través de rocas permeables.
  

• Fusión. Se refiere a la transformación del agua desde su estado sólido (hielo o nieve) a líquido, cuando se produce el deshielo. Así, el derretimiento de los hielos en las estaciones cálidas, como ocurre en los polos y en las regiones continentales heladas, devuelve el agua a su punto inicial del ciclo.
  

• Solidificación. Consiste en el pasaje del agua desde el estado líquido a sólido y ocurre cuando la temperatura es menor a 0 ºC. El proceso de solidificación puede darse en las nubes, dando lugar a la formación de nieve o granizo y también sobre las superficies de lagos y ríos, cuando las temperaturas son lo suficientemente bajas.