Siklus air atau siklus hidrologi menggambarkan pergerakan molekul air dari permukaan bumi ke atmosfer dan kembali lagi. Dalam sistem ini energi matahari memliki peran besar dalam siklus yang terjadi secara terus menerus. Pada saat terjadi penguapan yaitu ketika air berubah dari cair menjadi gas (dari samudera, lautan, dan badan air lainnya) sekitar 90% kelembaban terbentuk di atmosfer. 10% sisanya dilepaskan oleh tumbuhan dalam bentuk transpirasi. Tumbuhan menyerap air dari dalam tanah kemudian memanfaatkannya dalam proses fotosintesis, kemudian melakukan transpirasi. Sebagian kecil uap masuk ke atmosfer melalui sublimasi yaitu secara langsung air berubah dari padat (es atau salju) menjadi gas. Susutan salju yang terjadi diakibatkan oleh sublimasi. Penguapan dari lautan memberikan kontribusi utama dalam pergerakan siklus hidrologi. Penguapan, trasnpirasi, dan sublimasi serta emisi vulkanik mendukung dalam proses hidrologi. Setelah air berada pada atmosfer yang rendah, arus udara akan naik ke atas pada udara yang cenderung lebih sejuk, udara yang dingin uap air cenderung membentuk awan dan tetesan awan dapat menghasilkan presipitasi (hujan, salju, hujan es, hujan beku). Ketika curah hujan jatuh di atas permukaan tanah, maka siklus awal dimulai kembali. Sebagian air akan meresap ke tanah, beberapa akan mengalir ke sungai, dan tembus ke lautan. Siklus ini akan berlanjut terus menerus, air hasil dari siklus hidrologi dimanfaatkan manusia dalam berbagai kebutuhan mulai dari minum, mencuci, hingga pertanian.[3] Pemanasan air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut.[4]

Presipitasi merupakan komponen penting mengenai bagaimana air bergerak dan bersiklus, menghubungkan laut daratan dan atmosfer, mengetahui dimana curah hujan turun, salju atau hujan es yang memudahkan para ilmuan untuk memahami dampak hujan pada lingkungan seperti aliran sungai, limpasan permukaan dan air tanah. Siklus air memberikan gambaran bagaimana air mengalami penguapan dari permukaan bumi kemudian naik ke atmosfer, mendingin dan mengembun menjadi hujan dan salju di awan. Air yang jatuh ke permukaan bumi terkumpul di sungai dan danau, jatuh ke lapisan batuan berpori dan sebagian besar mengalir kembali ke lautan.[5] Pada perjalanannya, beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah.[6]

Siklus air bumi dimulai sekitar 3.8 miliar tahun yang lalu ketika hujan turun di bumi dan membentuk lautan. Hujan terbentuk dari uap air yang keluar dari magma cair di inti bumi, energi matahari membantu menggerakkan siklus air dan gravitasi bumi mencegah air di atmosfer lepas dari bumi.[7] Ada sekitar 1,4 miliar km3 air (335 juta mi3 air) di bumi termasuk air laut, danau, dan sungai mencakup air yang membeku seperti gletser, salju serta air tanah dan air di bebatuan dan termasuk air di atmosfer berupa awan dan uap. Sekitar 97% air di bumi di lautan dan 2% membeku di lapisan es dekat kutub dan glester. Sebagian besar es berada di Antartika, sebagai kecil di Greenland di Kutub Utara, dan sebagian kecil lainnya berada di gletser pegunungan seluruh dunia. Sebagian dari 1% sisa air di bumi berada bawah tanah, akuifer dangkal, kelembaban tanah, atau berada dalam lapisan batuan. Sekitar 0.03% air berada di danau, lahan basah, dan sungai.[8] Perlu diketahui bahwa dari total pasokan air dunia sekitar 96% adalah garam dan 30% dari air tawar yang ada di dalam tanah.[9]

Air yang ada di bumi sekarang ini adalah air yang sama dengan yang ada di bumi sejak awal karena adanya siklus air. Siklus air mensirkulasi ulang air sehingga terbentuk awan dan terjadi presipitasi