在自然因素与人类活动影响下，自然界各种形态的水处在不断运动与相互转换之中，形成了水文循环。水循环是指地球上各种形态的水在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生转换的周而复始的运动过程。
形成水文循环的内因是固态、液态、气态水随着温度的不同而转移交换，外因主要是太阳辐射和地心引力。太阳辐射促使水分蒸发、空气流动、冰雪融化等，它是水文循环的能源，地心引力则是水分下渗和径流回归海洋的动力。人类活动也是外因，特别是大规模人类活动对水文循环的影响，既可以使各种形态的水相互转换和运动，加速水文循环，又能抑制各种形态水之间的相互转化和运动，减缓水文循环的进程。但水文循环并不是单一的和固定不变的，而是由多种循环途径交织在一起，不断变化、不断调整的复杂过程。
大循环、小循环
按水分循环的过程可将水循环分为大循环（或称海陆循环）与小循环（包括海循环和陆循环）。
海陆之间的水分交换称为大循环。由于海陆分布不均匀与大气环流的作用，构成了地球上水的若干个大循环，这些循环随季节有所变动。在大循环过程中交织着一些小循环。由海洋面上蒸发的水汽，再以降水形式直接落到海洋面上，或从陆地蒸发的水汽再以降水形式落到陆面上，这种循环为小循环。在太阳光照及重力的作用下，地球上的水，由水圈进入大气圈，经过岩石圈表层（以及生物圈），再返回水圈，如此循环往复。水循环的上限大致可达地面以上16千米的高度，即大气的对流层，下限可达地面以下平均2千米左右的深度，即地壳中空隙比较发达的部分。
在水分循环过程中，天空、地面与地下的水分，通过降水、蒸发下渗、径流等方式进行水分交换，海洋水与陆地水也进行水分交换。海洋向陆地输送水汽，而陆地水形成径流注入海洋。河流中的水，日夜不停地注入海洋，其来源主要是天空中的降水，而形成降水的天空水汽，主要靠地球表面的蒸发。如果大陆上的降水量的蒸发量和降水量相同，便没有多余的水量注入海洋，由此可见，大陆上的降水量要比蒸发量大。这些多余的水汽量显然是从海洋上来的，因而海洋上的蒸发量必然比降水量大，才能有多余的水汽输送到大陆，而大陆产生径流注入海洋，这才能构成海陆间的水文循环。
海洋向大陆输送水汽并不是单方面的，而是海陆水汽交换的结果。从海洋上蒸发的水汽借助气流带向大陆，而大陆上蒸发的水汽又随着气流被带向海洋，前者比后者大，因此，海洋向大陆的有效水汽输送量为两者之差。据估计这部分水汽，大约只占海洋蒸发量的8％。在海陆水文交换构成水分循环的过程中，并不是一成不变的水的“团团转”，而是由无数个蒸发—降水—径流的小循环交织而成。由于地面受太阳辐射强弱的不同及地理条件的差异，造成了水循环在各地区和不同年份都有很大的差别，也形成了多水的湿润地区和少水的干旱地区，每个地区在时程上也存在着洪涝年份和干旱年份的差别。
内陆水文循环
从海洋蒸发的水汽，其中一部分被气流带至大陆上空，遇冷凝结降雨，在海洋边缘地区，部分降雨形成径流返回海洋；部分水汽则蒸发上升，随同海洋输送来的水汽被气流带往离海洋较远的内陆地区上空，遇冷凝结降雨，其中一部分形成径流，一部分蒸发上升，继续向内陆推进循环。这样愈向内陆水汽愈少，直至远离海洋的内陆，由于空气中水汽含量很少而不能形成雨雪。这种循环过程称为内陆水文循环，又称大陆上局部地区的水文循环。
这种局部地区的水分循环对降水的形成和分布具有相当重要的作用，对河川径流等水文现象有着重要的影响。在局部地区的水分循环过程中，水汽不断地向内陆输送，但越往内陆，输送的水汽量越少，这是因为有部分水汽变成径流，最终将流入海洋，对内陆水分循环不起作用。也就是说，从海洋吹向大陆的水汽因沿途损耗而越来越少。所以，远离海洋的内陆腹地往往比较干旱，降水量较少，径流量也较小。从陆地蒸发的水分，一部分将借助气流向内陆移运，但这部分水汽量往往并不大。气候潮湿水量丰富的地区，蒸发量较大，水分循环也比较旺盛和活跃。与不活跃地区相比，降水量将增大。活跃的水分循环不仅对本地区的内部降水，而且对相邻地区的水汽输送都是很有利的，使水分有可能较多深入内陆腹地，形成该处较大河流。
影响水文循环的因素很多，但都是通过对影响降水、蒸发、径流和水汽输送而起作用的。归纳起来有三类：
（1）气象因素：如风向、风速、温度湿度等；
（2）下垫面因素：即自然地理条件，如地形、地质、地貌、土壤、植被等；
（3）人类改造自然的活动：包括水利措施、农林措施和环境工程措施等。
在这三类因素中，气象因素是主要的，因为蒸发、水汽输送和降水这三个环节，基本上决定了地球表面上辐射平衡和大气环流状况。而径流的具体情势虽与下垫面条件有关，但其基本规律还是决定于气象因素。下垫面因素主要是通过蒸发和径流来影响水分循环。有利于蒸发的地区，往往水分循环很活跃，而有利于径流地区，则恰好相反，对水分循环是不利的。人类改造自然的活动，改变了下垫面的情况，通过对蒸发、径流的影响而间接影响水分循环。水利措施可分为两类：一个是调节径流的水利工程如水库、渠道、河网等；另一个是坡面治理措施如水平沟、鱼鳞坑、土地平整等。农林措施如坡地改梯田、旱地改水田、深耕、密植、封山育林等。修水库以拦蓄洪水，使水面面积增加，水库淹没区原来的陆面蒸发变为水面蒸发，同时又将地下水位抬高，在其影响范围内的陆面蒸发也随之增加。此外，坡面治理措施和农林措施，也都有利于下渗，有利于径流。在径流减小、蒸发加快后，降水在一定程度上也有所增加，从而促使内陆水循环的加强。