L'acqua in natura partecipa a vari fenomeni inclusi tutti in un ciclo.

A causa dell'irraggiamento solare le acque,superficiali, rappresentate da quasi 500.000 chilometri cubi, evaporano, andando successivamente a formare le nubi. Queste, venendo trasportate dal vento e per effetto delle variazioni di temperatura, si trasformano in acque meteoriche. La maggior parte di queste precipitazioni ovviamente, cade direttamente in mare: solo 111.000 chilometri cubi arrivano sulla terra. Di questi, 71.000 sono restituiti all'atmosfera attraverso l'evaporazione e la traspirazione, mentre 40.000 defluiscono attraverso i fiumi ed il flusso sotterraneo, ed in parte tornano al mare senza poter essere trattenute. Restano dunque circa 10.000 chilometri cubi di acqua dolce a disposizione dell'uomo, conquistati in parte grazie alla costruzione di dighe e sbarramenti ( anche se negli ultimi vent'anni si è cominciato a prestare maggiore attenzione ai costi economici, sociali ed ambientali di queste strutture).

Il ciclo idrologico è caratterizzato da movimenti

• discendenti

• suborizzontali

• ascendenti.

Movimenti discendenti

I movimenti discendenti dell'acqua avvengono sia nell'atmosfera sia nel suolo: possono essere le precipitazioni, le infiltrazioni e infine la percolazione.

• Le precipitazioni sono dovute al raffreddamento di una massa d'aria calda: si distinguono in solide e in liquide. Alle prime appartengono la neve e la grandine, alle seconde la pioggia.
  Possiamo considerare anche le pricipitazioni occulte come rugiada, brina, galaverna, nebbie. Le precipitazioni possono gocciolare a terra dalle foglie, o essere trattenute da queste e successivamente evaporare.
  A loro volta giungono al suolo e avviene o l'infiltrazione o il fenomeno del ruscellamento.

• L'infiltrazione è l'insieme dei processi che consentono all'acqua allo stato liquido di penetrare nel suolo attraverso i pori che si trovano nello strato superficiale. Lo stato liquido è quello che interessa maggiormente per la vita dei vegetali e degli organismi terricoli e costituisce la fase liquida o soluzione circolante.

• La percolazione avviene quando i micropori e i mesopori sono saturi d'acqua, quella che s'infiltra nel terreno tende a muoversi lateralmente e verticalmente in direzione delle zone meno umide, fino a raggiungere la roccia madre.

Movimenti suborizzontali

I movimenti suborizzontali dell'acqua avvengono per ruscellamento, fenomeno in cui l'acqua s'infiltra nel terreno costituendo le falde acquifere.

 
Il ruscellamento superficiale avviene quando i macropori e i mesopori sono saturi d' acqua e dà vita al deflusso superficiale.
Questo deflusso avviene in tre fasi temporali:

• in una fase iniziale aumenta d'intensità, fino a raggiungere un valore limite e costante;
  

• in una fase intermedia, la sua durata dipende dalle caratteristiche del suolo, dal suo grado di compattazione, dalla copertura vegetale e dall'intensita' di pioggia;
  

• in una fase terminale, con il cessare dell'afflusso cessa anche lo stato stazionario, ma il deflusso continua, con regime decrescente, fino all'esaurimento dell'acqua non infiltrata.
  

I movimenti ascendenti

I movimenti ascendenti si svolgono sia dalla superficie delle acque, sia all'interno del suolo.

Nei movimenti ascendenti superficiali l'acqua è allo stato di vapore.

1. Evaporazione dell'acqua dalle superfici liquide, influenzata dalla temperatura dell'aria e dell'acqua, dall'umidità e dai movimenti dell'aria.

2. Evaporazione dell'acqua proveniente dal suolo, risalita capillarmente alla superficie del suolo e trasformatasi poi in vapore;

3. Evaporazione dell'acqua presente, già, sottoforma di vapore nei pori del suolo.

4. Traspirazione : perdita di acqua da parte dei vegetali attraverso la superficie esposta all'aria; essa avviene attraverso gli stomi fogliari.
   Per quanto riguarda la disponibilita' idrica del suolo, accade che, quando l'acqua è trattenuta dalle particelle del suolo con una tensione maggiore di quella esercitata dalle radici e non è piu' disponibile per i vegetali, questi incominciano a consumare l'acqua di costituzione e vanno incontro al processo di appassimento fino a giungere alla morte.

5. Evapo-traspirazione : fenomeno che riguarda le terre emerse ricoperte da vegetazionee che riunisce insieme sia l'evaporazione dal suolo che la traspirazione dalle piante, con riferimento ad un periodo e ad una determinata superficie.
   

Nei movimenti ascendenti interni l'acqua è allo stato liquido:

• Risalita capillare : avviene perchè i pori del terreno, collegandosi tra di loro, formano una fitta rete di vasi  in cui l'acqua puo' risalire per azione delle forze capillari. Questo fenomeno è in funzione della tessitura del terreno: si può, infatti, rilevare che la risalita aumenta con il crescere del contenuto in argilla, della temperatura e del contenuto in acqua del suolo. Lo strato profondo a contatto con la superficie superiore di una falda freatica s'imbeve di acqua e dà luogo alla frangia capillare.