Jordens vatten övergår ständigt genom den hydrologiska cykeln. Flera naturliga processer får vatten att ändra tillstånd från fast till vätska till gas. När vatten blir en gas kommer det in i atmosfären på ett av tre olika sätt.
När vatten värms upp till kokpunkten blir det vattenånga och kommer in i atmosfären. Solens energi gör att vattnet värms upp och avdunstar. En stor mängd vatten i molnen i atmosfären kommer från vatten som avdunstat från havet och så småningom kondenseras i den övre atmosfären. Vatten kan dock förångas från mark och andra ytor.
Cirka 10% av vattnet i atmosfären är resultatet av transpiration, en process där vattenånga frigörs av växtblad, enligt U.S.Geological Survey. Växtrötter drar vatten från jorden. En del av detta vatten släpps ut i atmosfären som ånga när små öppningar i bladen, som kallas stomata, öppnas under fotosyntes.
Sublimering involverar övergången av vatten från dess fasta tillstånd direkt till dess gasformiga tillstånd, utan en flytande fas däremellan. Is förändras vanligtvis direkt till vattenånga på höga höjder, där luftfuktigheten är relativt låg, torra vindar är närvarande och solsken är rikligt.