Mặt Trời điều khiển vòng tuần hoàn nước bằng việc làm nóng nước trên những đại dương, làm bốc hơi nước vào trong không khí. Không khí bốc lên đem theo hơi nước vào trong khí quyển, gặp nơi có nhiệt độ thấp hơn hơi nước bị ngưng tụ thành những đám mây. Những dòng không khí di chuyển những đám mây khắp toàn cầu, những phân tử mây va chạm vào nhau, kết hợp với nhau, gia tăng kích cỡ và rơi xuống thành mưa. Mưa lại rơi xuống biển và đại dương, cứ như vậy tạo thành vòng tuần hoàn nước.
1. Các giai đoạn tuần hoàn:
- Vòng tuần hoàn của nước bắt nguồn chủ yếu từ nước trong các biển và đại dương.
* Bốc hơi nước:
- Dưới tác dụng của bức xạ Mặt Trời, nước bố hơi từ bề mặt đại dương, hồ đầm, sông ngòi và cả từ bề mặt đất ẩm. Ngoài ra, sinh vật, đặc biệt là rừng cây cũng thoát ra một lượng hơi nước lớn để điều hòa môi trường sống.
- Hơi nước tồn tại trong khí quyển không nhiều và tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ, có thể dạng hơi, mây, sương mù,...
* Nước rơi:
- Khi nhiệt độ của không khí hạ thấp, hơi nước sẽ ngưng tụ thành hạt lớn và dưới tác dụng của trọng lực rơi xuống mặt đất tạo thành nước rơi. Nước rơi có thể ở dạng lỏng có thể là mưa hay ở dạng xốp là tuyết và thậm chí cả dạng rắn là mưa đá.
* Dòng chảy:
- Khi nước rơi tới bề mặt đất, đại bộ phận sẽ tham gia vào quá trình bốc hơi. Phần nhỏ còn lại sẽ tập trung vào các dải trũng và chảy thành dòng, đó là các dòng chảy.
- Phần lớn các dòng chảy tồn tại ở dạng lỏng: đó là dòng sông, suối, một phần khác sẽ ở dạng rắn đó là băng hà. Hầu hết các dòng chảy đều đổ ra biển và đại dương.
* Thấm:
- Trên mặt đất ngoài một số ít nước chảy trên mặt, phần còn lại thấm xuống đất thành nước dưới đất. Đó là nước ngầm.
- Nước ngầm chảy theo đất dốc và cuối cùng lộ ra trên mặt, để cung cấp nước cho ngòi, dưới dạng suối.
2. Các vòng tuần hoàn:
a. Vòng tuần hoàn nhỏ:
- Số lượng nước tham gia vòng tuần hoàn chiếm 92% tổng lượng nước tuần hoàn, song chỉ trải qua 2 giai đoạn: bốc hơi và nước rơi. Quãng đường đi rất ngắn.
- Vòng tuần hoàn thể hiện như sau: nước bốc hơi ngưng tụ thành mây, gây mưa tại chỗ rồi lại bốc hơi,....
b. Vòng tuần hoàn lớn
- Khối lượng nước tham gia vòng tuần hoàn chỉ 8% lượng nước, song có tới 3 giai đoạn nếu nước chảy ngay vào sông ngòi và đến 4 giai đoạn nếu nước ngấm xuống đất, sau đó lại cung cấp cho sông ngòi.
- Vòng tuần hoàn thể hiện như sau: nước biển, đại dương bốc hơi, ngưng tụ thành mây, gió thổi đưa mây vào đất liền gây mưa vào lục địa, nước mưa rơi xuống đất theo sông, suối hoặc thấm xuống đất theo dòng chảy ngầm về lại biển và đại dương, rồi tiếp tục bốc hơi,...
- Tuần hoàn lớn có vai trò quan trọng đối với quá trình trao đổi vật chất và năng lượng, góp phần duy trì và phát triển sự sống trên Trái Đất.