การหมุนเวียนเปลี่ยนแปลงสภาวะของน้ำในธรรมชาติที่ผ่านขั้นตอนและกระบวนการทางธรรมชาติต่าง ๆ เช่นการระเหยการกลั่นโดยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการระเหยของน้ำจากแหล่งน้ำต่าง ๆ เช่นทะเลมหาสมุทรอ่างเก็บน้ำบึงแม่น้ำ ฯลฯ กลายเป็นไอน้ำขึ้นสู่บรรยากาศถ้าหากมีไอน้ำมากขึ้นจนถึงจุดอิ่มตัวจะกลั่นตัวเป็นละอองน้ำรวมตัวเป็นก้อนเมฆและตกลงมาสู่พื้นผิวโลกในรูปหยาดน้ำฟ้าต่าง ๆ เช่นฝนหิมะลูกเห็บและไหลลงสู่แหล่งน้ำต่าง ๆ หมุนเวียนไปเรื่อย ๆ ไม่มีที่สิ้นสุด

แหล่งน้ำผิวดินเฉพาะที่เป็นน้ำจืด ได้แก่ แม่น้ำลำธารห้วยคลองหนองบึงทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำรวมทั้งพื้นที่ชุ่มน้ำน้ำผิวดิน มีเพียงร้อยละ 0.01 จากปริมาณน้ำจืดทั้งหมด แต่มีความสำคัญมากเนื่องจากสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในกิจกรรมต่าง ๆ เพื่อการตำรงชีวิตของมนุษย์สัตว์และพืช

น้ำที่อยู่ตามแหล่งน้ำใต้ดินทั้งบนบกและใต้พื้นดินในทะเลเป็นน้ำในธรณีภาคที่เกิดจากน้ำจืดของวัฏจักรน้ำไหลตามช่องว่างที่ต่อเนื่องกันใต้พื้นดินเช่นช่องว่างของเม็ดกรวดทรายโพรงดินโพรงถ้ำตลอดจนถึงชั้นใต้ดินที่มีน้ำบรรจุเต็มช่องว่างต่าง ๆ ในเขตอิ่มน้ำหรือระดับน้ำใต้ดินน้ำใต้ดินมีประมาณร้อยละ 0.62 จากปริมาณน้ำจืดทั้งหมดน้ำใต้ดินบางส่วนจะไหลซึมอยู่ในชั้นใต้ดินตามความลาดและเป็นส่วนสำคัญในการช่วยรักษาระดับน้ำในแม่น้ำไม่ให้ลดระดับลงอย่างรวดเร็ว

พบในทวีปแอนตาร์กติกาเกาะกรีนแลนด์เกาะไอซ์แลนด์ยอดเขาสูงและที่ราบสูงที่มีหิมะปกคลุมพื้นที่ในเวลายาวนานเช่นทิวเขาเชอเลนในประเทศนอร์เวย์และสวีเดนยอดเขามงบล็องของเทือกเขาแอลป์ยอดเขาคีโบของเทือกเขาคิลิมันจาโรในประเทศแทนซาเนียที่ราบสูงทิเบตและเทือกเขาเซาเทิร์นแอลป์ในประเทศนิวซีแลนด์จากปริมาณน้ำจืดทั้งหมดเป็นน้ำจืดจากธารน้ำแข็งประมาณร้อยละ 2.20

เป็นส่วนของไอน้ำที่เกิดจากการระเหยของน้ำในวัฏจักรน้ำแล้วลอยขึ้นไปอยู่ในบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นความชื้นในอากาศละอองน้ำบางส่วนรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนซึ่งจะกลั่นตัวเป็นน้ำจืดได้อีกซึ่งโดยรวมมีปริมาณร้อยละ 0.01 ของน้ำจืดที่สะสมไว้ในอากาศ

ความเค็มของน้ำทะเลเกิดจากการมีเกลือโซเดียมและคลอไรด์ละลายอยู่ในปริมาณเฉลี่ย 35 กรัมต่อน้ำ 1,000 กรัมหรือร้อยละ 3.5 น้ำทะเลแต่ละบริเวณมีความเค็มแตกต่างกันตามอัตราการระเหยของน้ำปริมาณน้ำฝนน้ำจากแม่น้ำหรือน้ำแข็งละลายลงไปและอุณหภูมิของน้ำ

อุทกภาคเป็นส่วนของน้ำทั้งหมดบนผิวโลกน้ำเป็นทรัพยากรหมุนเวียน แต่ร้อยละ 97.5 ของปริมาณน้ำทั้งหมดบนโลกเป็นน้ำเค็มมีส่วนที่เป็นน้ำจืดเพียงร้อยละ 2.5 เท่านั้นซึ่งน้ำจืดประมาณร้อยละ 68.7 เป็นธารน้ำแข็งหิมะร้อยละ 30.1 เป็นน้ำใต้ดินและร้อยละ 1.2 เป็นน้ำผิวดินและอื่น ๆ ซึ่งมีเพียงร้อยละ 0.3 เป็นน้ำผิวดินที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ได้