Jordens vann overgår kontinuerlig gjennom den hydrologiske syklusen. Flere naturlige prosesser fører til at vann endrer tilstand fra fast til væske til gass. Når vann blir en gass, kommer det inn i atmosfæren på en av tre forskjellige måter.
Når vannet varmes opp til kokepunktet, blir det vanndamp og kommer inn i atmosfæren. Energi fra solen får vannet til å varme seg opp og fordampe. En stor mengde vannet i skyene i atmosfæren kommer fra vann som fordampet fra havet og til slutt kondenseres i den øvre atmosfæren. Imidlertid kan vann også fordampe fra jord og andre overflater.
Omtrent 10% av vannet i atmosfæren er resultatet av transpirasjon, en prosess der vanndamp frigjøres av planteblader, ifølge U.S.Geological Survey. Planterøtter trekker vann fra jorden. Noe av dette vannet slippes ut i atmosfæren som damp når små åpninger i bladene, kalt stomata, åpnes under fotosyntese.
Sublimering innebærer overgang av vann fra dets faste tilstand direkte til gassform, uten en væskefase imellom. Is skifter vanligvis direkte til vanndamp i store høyder, hvor fuktigheten er relativt lav, tørr vind er tilstede og solskinn er rikelig.
