Volgens de Environmental Protection Agency verwijst "zure regen" naar natte en droge afzettingen op aarde die meer dan normale hoeveelheden giftige gassen bevatten. De waterkringloop omvat de circulatie van water op, boven en onder het aardoppervlak. Zure regen komt de waterkringloop binnen door zowel natte als droge afzettingen.
Water van het aardoppervlak verdampt in de atmosfeer, waar het condenseert en neerslaat als regen, sneeuw, mist of waterdamp en zo terugkeert naar het aardoppervlak. Als gevolg van luchtverontreiniging door de verbranding van fossiele brandstoffen is er een verhoogde aanwezigheid van lachgas en zwaveldioxide in de atmosfeer. Waterlichamen absorberen deze gassen in verschillende stappen van de watercyclus, zoals verdamping, neerslag en condensatie.
Rook veroorzaakt door verbranding van fossiele brandstoffen vermengt zich met de waterdamp (gevormd uit water terwijl het verdampt uit zee, rivieren of meren) en komt in de wolk terecht. Dit veroorzaakt zure regen.
Wolken met waterdamp die zwavel- of lachgas bevatten, veroorzaken tijdens het neerslaan zure regen op aarde. Deze zure regen kan planten, verf, gebouwen en rotsen aantasten.
Waterdamp die in de atmosfeer achterblijft, keert door het condensatieproces terug naar de aarde als waterdruppels. Door waterdamp geabsorbeerde sulfaten en nitraten kunnen via dit proces terugkeren naar de waterkringloop.
Dit is een proces waarbij de rookdeeltjes door droge depositie aan gebouwen, huizen, auto's en bomen blijven plakken. Deze afgezette deeltjes worden door regen van deze oppervlakken gewassen en komen uiteindelijk weer in de waterkringloop terecht.