Vand er en nødvendighed for livet. Levende organismer udgør mindst 70 procent af vandet. Det er det eneste stof, der er til stede på jorden og i atmosfæren i dets tre faser - fast, flydende og luftformigt - på samme tid. Vandet, eller det hydrologiske, cyklus er cirkulationen af vand som is, flydende vand og vanddamp gennem Jorden og dens atmosfære. Økosystemer er biologiske eller biotiske samfund og de kemiske og fysiske eller abiotiske processer, der påvirker deres struktur. Økosystemgrænser spænder fra en kystlinje til en dam, et felt til en skov eller forskellige vanddybder i havene.
Skyer
Cyklussen starter, når vand fordamper fra havets overflade. Vanddamp stiger, afkøles og kondenseres til vanddråber og ispartikler, der bevæger sig over jordens overflade. Skyer spiller en central rolle i styringen af jordens klima. De reflekterer indgående solstråling tilbage i rummet og udøver en køleeffekt på jordens overflade. Skyer fanger også udgående stråling fra Jorden og producerer en opvarmningseffekt på Jordens overflade.
Nedbør
Vand falder tilbage til jorden som regn, hagl eller sne i den næste fase af cyklussen. På jorden får den fremherskende varme på overfladen noget af vandet til at fordampe igen. En anden del af vandet trænger ind i overfladejord og samler sig under jorden som grundvand, der siver ind i flodsystemer og oceaner og dukker op igen på overfladen som en kilde. Resterende vand eller afstrømning strømmer ud i floder, søer og oceaner, hvor cyklussen begynder igen.
Vegetation
Vegetation på jordens overflade absorberer grundvand og næringsstoffer gennem rødderne og fordamper det tilbage til atmosfæren fra dets blade. Dette er transpirationsprocessen, der danner en yderligere gren af cyklussen. Ifølge den amerikanske geologiske undersøgelse transpirerer et stort egetræ 40.000 gallon vand om året, mens et majsfelt på 1 hektar producerer 3.000 til 4.000 gallon vand dagligt. Dette gør det muligt for vegetationen at befugte luften og holde vandcyklussen i områder langt væk fra havene. Fjernelse af træer over store områder bremser regn, hvilket fører til tørke og ørkendannelse.
Hav
Hav er det vigtigste flydende trin i vandcyklussen. De dækker 70 procent af jordens overflade, har 96,5 procent af verdens vand og er ansvarlige for dannelsen af 85 procent vanddamp i atmosfæren. Hav har verdens største økosystemer. Disse samfund varierer afhængigt af vanddybden, dens temperatur, saltholdighed og tilgængelighed af sollys. Fordampning af rent vand fra havets overflade efterlader salte, der koncentreres i vandet. Koralrev vokser i lavt varmt vand, mens mikroorganismer og bundfoder - fladfisk og stingrays - lever i det mørke, kolde og dybe vand.
Iskapper
Iskapper og gletsjere er den solide fase af vandcyklussen og gemmer 68,7 procent af verdens ferskvand. Geologisk undersøgelse vurderer, at hvis al isen smeltede, ville havets overflade stige med 230 fod. Som skyer reflekterer iskapper en del af solens stråling tilbage til rummet og fungerer som en afkølende indflydelse på Jordens temperatur. Icecaps er integreret i termohalincirkulationen, hvilket er den proces, hvor temperatur- og saltholdighedsforskelle i forskellige dele af havene driver havstrømmene. Hvis denne cirkulation ikke eksisterede, ville Jordens polare regioner blive koldere, og de ækvatoriale regioner ville blive varmere. Deres respektive økosystemer ville ikke overleve.