დედამიწის წყალი მუდმივად გარდაიქმნება ჰიდროლოგიური ციკლის გავლით. რამდენიმე ბუნებრივი პროცესი იწვევს წყლის მდგომარეობებს მყარიდან თხევად და გაზისკენ. როდესაც წყალი ხდება გაზი, ის ატმოსფეროში შედის სამიდან სამი გზით.
როდესაც წყალი თბება დუღილის წერტილამდე, ის ხდება წყლის ორთქლი და შედის ატმოსფეროში. მზის ენერგია იწვევს წყლის გახურებას და აორთქლებას. ღრუბლებში წყლის დიდი რაოდენობა ატმოსფეროში აორთქლდა და ზედა ატმოსფეროში შედედებული წყლისგან მოდის. ამასთან, წყალს შეუძლია აორთქლდეს ნიადაგიდან და სხვა ზედაპირებიდანაც.
აშშ-ს გეოლოგიური კვლევის თანახმად, ატმოსფეროში წყლის დაახლოებით 10% არის ტრანსპირაციის შედეგი, პროცესი, რომელშიც წყლის ორთქლი გამოიყოფა მცენარეთა ფოთლებით. მცენარის ფესვები წყალს ნიადაგიდან იღებს. ამ წყლის ნაწილი ატმოსფეროში გამოიყოფა როგორც ორთქლი, როდესაც ფოტოსინთეზის დროს იხსნება ფოთლებში მცირე ღიობები, რომელსაც ეწოდება სტომატები.
სუბლიმაცია გულისხმობს წყლის მყარი მდგომარეობიდან პირდაპირ გაზურ მდგომარეობაში გადასვლას, თხევადი ფაზის გარეშე. ყინული, როგორც წესი, დიდ სიმაღლეზე პირდაპირ წყლის ორთქლად იქცევა, სადაც ტენიანობა შედარებით დაბალია, მშრალი ქარებია და მზის სხივებიც უხვი.