Vann er en nødvendighet for livet. Levende organismer utgjør minst 70 prosent av vannet. Det er det eneste stoffet som er tilstede på jorden og i atmosfæren i sine tre faser - fast, flytende og gassformet - samtidig. Vannet, eller den hydrologiske, syklusen er sirkulasjonen av vann som is, flytende vann og vanndamp gjennom hele jorden og dens atmosfære. Økosystemer er biologiske, eller biotiske, samfunn og de kjemiske og fysiske, eller abiotiske prosessene som påvirker strukturen deres. Økosystemgrensene spenner fra en kystlinje til en dam, et felt til en skog eller forskjellige vanndyp i havene.
Skyer
Syklusen starter når vannet fordamper fra havoverflaten. Vanndamp stiger, avkjøles og kondenseres til vanndråper og ispartikler som beveger seg over jordoverflaten. Skyer spiller en sentral rolle i å kontrollere jordens klima. De reflekterer innkommende solstråling tilbake i rommet og utøver en kjøleeffekt på jordoverflaten. Skyer fanger også utgående stråling fra jorden og gir en oppvarmende effekt på jordoverflaten.
Nedbør
Vann faller tilbake til jorden som regn, hagl eller snø i neste trinn av syklusen. På bakken får rådende varme på overflaten noe av vannet til å fordampe igjen. En annen del av vannet trenger inn i overflatejord og samler seg under jorden som grunnvann som siver inn i elvesystemer og hav, og dukker opp igjen på overflaten som en kilde. Gjenværende vann, eller avrenning, strømmer ut i elver, innsjøer og hav der syklusen begynner på nytt.
Vegetasjon
Vegetasjon på jordoverflaten absorberer grunnvann og næringsstoffer gjennom røttene og fordamper det tilbake til atmosfæren fra bladene. Dette er transpirasjonsprosessen som danner en ytterligere gren av syklusen. I følge US Geological Survey, overfører et stort eiketrinn 40.000 liter vann per år, mens et 1 hektar stort kornfelt produserer 3000 til 4000 liter vann daglig. Dette gjør at vegetasjonen kan fukte luften og holde vannsyklusen i bevegelse i områder langt borte fra havene. Å fjerne trær over store områder bremser ned regn, noe som fører til tørke og ørkendannelse.
Hav
Hav er det viktigste flytende stadiet i vannsyklusen. De dekker 70 prosent av jordoverflaten, holder 96,5 prosent av verdens vann og er ansvarlige for dannelsen av 85 prosent vanndamp i atmosfæren. Hav har verdens største økosystemer. Disse samfunnene varierer i henhold til vanndypet, temperaturen, saltholdigheten og tilgjengeligheten av sollys. Fordamping av rent vann fra havoverflaten etterlater salter som konsentreres i vannet. Korallrevene vokser på grunt, varmt vann mens mikroorganismer og bunnfôrere - flatfisk og stingrays - lever i det mørke, kalde og dype vannet.
Iskapper
Iskapper og isbreer er det solide stadiet i vannsyklusen og lagrer 68,7 prosent av verdens ferskvann. Geological Survey anslår at hvis all isen smeltet, ville havnivået stige med 230 fot. I likhet med skyer reflekterer iskapper en del av solens stråling tilbake til rommet og fungerer som en avkjølende innflytelse på jordens temperatur. Icecaps er integrerte i termohalinsirkulasjonen, som er prosessen der temperatur- og saltholdighetsforskjeller i forskjellige deler av havene driver havstrømmene. Hvis denne sirkulasjonen ikke eksisterte, ville jordens polare regioner bli kaldere og ekvatorialområdene ville bli varmere. Deres respektive økosystemer ville ikke overleve.