水循环（water cycle），地球上的水连续不断地变换地理位置和物理形态（相变）的运动过程。又称水分循环或水文循环。地球上的水包括海洋中的水、大陆上的水、大气中的水及地下水等，以气态、液态和固态形式存在。水循环可以描述为如下的图式：在太阳辐射能的作用下，从海陆表面蒸发的水分，上升到大气中；随着大气的运动和在一定的热力条件下，水汽凝结为液态水降落至地球表面；一部分降水可被植被拦截或被植物散发，降落到地面的水可以形成地表径流；渗入地下的水一部分以表层壤中流和地下径流形式进入河道，成为河川径流的一部分，另一部分补充地下水；贮于地下的水，一部分上升至地表供蒸发，一部分向深层渗透，在一定的条件下溢出成为不同形式的泉水；地表水和返回地面的地下水，最终都流入海洋或蒸发到大气中（见图）。

水循环是多环节的自然过程，全球性的水循环涉及蒸发、大气水分输送、地表水和地下水循环以及多种形式的水量贮蓄。蒸发是水循环中最重要的环节之一。由蒸发产生的水汽进入大气并随大气活动而运动。大气中的水汽主要来自海洋，另一部分来自大陆表面的蒸散发。大气层中水汽的循环是蒸发—凝结—降水—蒸发的周而复始的过程。海洋上空的水汽可被输送到陆地上空凝结降水，称为外来水汽降水；大陆上空的水汽直接凝结降水，称内部水汽降水。一地总降水量与外来水汽降水量的比值称该地的水分循环系数。陆地上（或一个流域内）发生的水循环是降水—土壤水—地表和地下径流—蒸发及植物蒸腾的复杂过程。陆地上的大气降水、土壤水、地表径流、地下径流和生物水之间的交换又称五水转化。流域径流是陆地水循环中最重要的现象之一。

水循环系统是多环节的庞大动态系统，自然界中的水是通过多种路线实现其循环和相变的。范围可由地表向上伸展至大气对流层顶以上，地表向下可及的深度平均约1 000米。全球性的水循环称为大循环，由海洋、陆地和一系列大小区域的水循环组成。水循环按其发生的空间又可以分为海洋水循环、陆地水循环（包括内陆水循环）。因此，水循环的尺度大至全球，小至局部地区。从时间上划分，可以是长时期的平均，也可以是短时段的状况。水循环使地球上各种形式的水以不同的周期或速度更新。水的这种循环复原特性，可以用水的交替周期表示。由于各种形式水的贮蓄形式不一致，各种水的交换周期也不一致。

水循环是地球表层最活跃的运动之一。它不仅决定了人类赖以生存的水资源的时空分布，而且决定着森林、草原、沙漠、绿洲等自然景观的分布。研究水循环对于合理开发水资源，管理水资源，并进而协调人与自然的关系具有深远的意义。由于人类活动强度的日益增强，人类活动也在一定的空间和一定尺度上影响着水循环。