Zemljina voda neprestano prolazi kroz hidrološki ciklus. Nekoliko prirodnih procesa uzrokuje da voda mijenja stanje iz krutog u tekuće u plinovito. Kad voda postane plin, ona ulazi u atmosferu na jedan od tri različita načina.
Kada se voda zagrije do točke vrenja, ona postaje vodena para i ulazi u atmosferu. Energija sunca uzrokuje zagrijavanje i isparavanje vode. Velika količina vode u oblacima u atmosferi dolazi iz vode koja je isparila iz oceana i na kraju se kondenzirala u gornjim slojevima atmosfere. Međutim, voda može ispariti i iz tla i s drugih površina.
Otprilike 10% vode u atmosferi rezultat je transpiracije, procesa u kojem vodena para oslobađa biljno lišće, prema američkom geološkom istraživanju. Korijeni biljaka crpe vodu iz tla. Dio ove vode ispušta se u atmosferu kao para kada se mali otvori na lišću, nazvani stomati, otvore tijekom fotosinteze.
Sublimacija uključuje prijelaz vode iz čvrstog stanja izravno u plinovito, bez tekuće faze između. Led se obično mijenja izravno u vodenu paru na velikim nadmorskim visinama, gdje je vlaga relativno niska, prisutni su suhi vjetrovi i obiluje sunca.