Zemská voda neustále prechádza hydrologickým cyklom. Niekoľko prírodných procesov spôsobuje, že voda mení skupenstvo z pevného na kvapalný plyn. Keď sa z vody stane plyn, vstupuje do atmosféry jedným z troch rôznych spôsobov.
Keď sa voda zahreje na teplotu varu, stane sa z nej vodná para a vstupuje do atmosféry. Energia zo slnka spôsobuje, že sa voda ohrieva a odparuje. Veľké množstvo vody v oblakoch v atmosfére pochádza z vody, ktorá sa odparila z oceánu a nakoniec kondenzovala v horných vrstvách atmosféry. Voda sa však môže odparovať aj z pôdy a iných povrchov.
Asi 10% vody v atmosfére je výsledkom transpirácie, čo je proces, pri ktorom sa vodná para uvoľňuje listami rastlín, uvádza americký geologický prieskum. Korene rastlín čerpajú vodu z pôdy. Časť tejto vody sa uvoľňuje do atmosféry ako para, keď sa počas fotosyntézy otvoria malé otvory v listoch, ktoré sa nazývajú prieduchy.
Sublimácia spočíva v prechode vody z pevného skupenstva priamo do plynného stavu bez toho, aby medzi tým bola kvapalná fáza. Ľad sa zvyčajne mení priamo na vodnú paru vo vysokých nadmorských výškach, kde je relatívne nízka vlhkosť vzduchu, je prítomný suchý vietor a slnečné žiarenie je bohaté.
