Maan vesi siirtyy jatkuvasti hydrologisen kierron läpi. Useat luonnolliset prosessit aiheuttavat veden vaihtavan tilaa kiinteästä nestemäisestä kaasuksi. Kun vedestä tulee kaasua, se tulee ilmakehään kolmella eri tavalla.
Kun vesi kuumennetaan kiehumispisteeseen, siitä tulee vesihöyryä ja se tulee ilmakehään. Auringon energia saa veden lämpenemään ja haihtumaan. Suuri määrä vettä ilmakehän pilvissä tulee vedestä, joka haihtui merestä ja tiivistyi lopulta ilmakehän yläosassa. Vesi voi kuitenkin haihtua myös maaperästä ja muilta pinnoilta.
Noin 10% ilmakehän vedestä on seurausta höyrystymisestä, prosessista, jossa kasvien lehdet vapauttavat vesihöyryä Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen mukaan. Kasvien juuret imevät vettä maaperästä. Osa tästä vedestä vapautuu ilmakehään höyrynä, kun pienet lehdissä olevat aukot, nimeltään stomatat, avautuvat fotosynteesin aikana.
Sublimointiin kuuluu veden siirtyminen kiinteästä tilastaan suoraan kaasumaiseen tilaan ilman nestefaasia niiden välillä. Jää muuttuu tyypillisesti suoraan vesihöyryksi suurilla korkeuksilla, joissa kosteus on suhteellisen vähäistä, kuivaa tuulta ja runsaasti auringonpaistetta.
