地球上的水，除了主要集中在海洋和陆地外，大气中也有水。
我们知道，在地壳表面外包围着一层厚厚的大气——称为大气圈，它是地球的外部圈层。大气层好像地球的“外衣”，保护着地球的“体温”，使其变化不至于过于剧烈；同时它为地球上重要的水循环起到关键的运载作用，并保护地球上的水不至于跑到宇宙空间而导致地球变成一个无水的“干球”。
大气水主要来自地面及地表水体——江河、湖泊、海洋等的蒸发、植物的蒸腾以及冰川雪盖的冰雪升华而进入大气之中。空气流动，大气水也随之飘移，同时，流动的空气也会将与之接触的水体表面的水分带到大气之中。
自地球表面向上，大气层可以延伸到数千里的高空。根据大气的温度和密度等物理性质在垂直方向上的差异，可将大气自下而上分为5层：对流层、平流层、中间层、暖层（电离层）和散逸层。大气水（汽）几乎都集中在紧贴地面的厚度不过十几千米的对流层中，在对流层最下面接近地球表面的5千米高度（或说厚度）内就集中了90％的大气水（汽）。到平流层，大气水（汽）含量就极少，再向上的中间层、暖层（电离层）和散逸层大气水就基本不存在了。
大气水在水平方向上的分布差异也很大。海洋上空及沿海陆地上空总是聚集了较多的大气水；而干旱的陆地，特别是广袤的沙漠上空，一般总是艳阳高照，大气水含量甚微，因此，这些地区的大气也就十分干燥。
大气水不仅在空间上分布不均，就是在同一个地区的不同时期，其差异也是很大的，在多雨的季节，大气中的水（汽）就比久旱无雨时期多得多。
大气中的水量（大气水）与其他水体相比，不算多，并且在时空上的分布差异很大，但就整个地球大气而言，其含量还是比较稳定的。经测算，整个地球大气水约占地球大气层总质量的0．2％，约为1．29万立方千米，仅占地球总储水量的1／10万。但是大气水却比地球上所有的江河、湖泊和沼泽水都多，是地球上生物水的10倍。
大气水是各种水体中最活跃的水体之一，它的更换周期只有8天，一年可更新44次，这样一年累计在大气中的水量就有5．707万立方千米，也就是全球年降水总量。
大气水对于地球上的有机体，特别是陆地上生命的生存是至关重要的。
前文我们已经说过，海洋和陆地上的水受热蒸发，进入大气，大气中的水（汽）遇冷凝结，以雨雪等形式降落下来，形成降水，从而实现了海洋与陆地之间的水文大循环和海洋与海洋上空、陆地与陆地上空之间的水文小循环。在这循环过程中，大气水是以气态或以尘埃为核凝结成小水珠，随大气垂直和水平运动，形成降水6可见大气水是地球上水循环（无论是大循环还是小循环）得以实现的重要环节。
大气水幕仅是地球上大小水文循环得以实现的重要环节，同时由于水的比热容很大，使大气水具有很大的热容，再加上水又有更大的熔解热和汽化热，这就使水在同样条件下，其温度的变化远不像其他物质那样显著，所以大气水在保护地球“体温”，使其温度变化不至于过分剧烈当中起着重要作用，扮演着重要角色。
我们都知道，水是无色透明的，所以地面上的水蒸发一般是看不见的，不过在辽阔的原野，当骄阳似火时，对着强光的一面，仔细观察，可以看到蒸腾的水蒸气青云直上，这是因为水蒸气是由许多水分子碰撞组合而成的极微小水珠。水与空气相比是光密物质，阳光穿过这些小水珠和空气时，由于速度不同就产生折射的缘故。
我们通常用潮湿和干燥来擒述大气中含水（汽）的多少，这是凭借人们感关判断的。在物理上，是用“湿度”来表示大气中的干湿程度。表示空气湿度有多种表示方式，用空气里所含水蒸气的密度可以表示相对湿度和绝对湿度。
直接测定空气中水蒸气的密度是比较困难的，但是，由于水蒸气的密度越大，它的压强也越大，因此，就可以用空气里水蒸气的压强来表示空气的干湿程度。空气里所含水蒸气的压强称作空气的绝对湿度。
人类生活于大气之中。不同地区的空气干湿程度往往有很大差异，人们由于长期在某地生活，就会比较适应本地区空气的干湿状况。例如，生活在沿海或比较潮湿地区的人们，如果到空气比较干燥的地区，就会感到口干舌燥，甚至鼻孔出血；同样，长期生活在空气比较干燥地区的人们，到沿海或潮湿地区也会感到湿闷不适。
空气的干湿程度不仅对人的感觉有直接影响，并且对工农业生产也有很大影响。空气太干燥，农作物容易枯萎，土壤也容易龟裂，纺纱厂里的棉纱易脆而断头；空气太潮湿，收获的庄稼不易晒干，甚至发霉，纺纱厂里的棉纱也会发霉。
但是许多跟湿度有关的现象，例如，蒸发的快慢、动物的感觉等，不是与大气里所含水蒸气的多少有关，而是与大气里水蒸气离饱和状态远近有直接关系。水的饱和汽压是随着气温的升高而增大。在空气的绝对湿度相同的情况下，气温高时，水蒸气离饱和状态就远，蒸发就快，人们就会感觉气候干燥；相反，气温降低，水蒸气离饱和状态就近，蒸发就慢，人们就会感觉气候潮湿。因此，在研究空气湿度时，只用绝对湿度是不够的，还要引进相对湿度的概念来表示空气中的水蒸气离饱和状态的远近。
相对湿度是某温度时空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比。
我们常用干湿球温度表（也叫干湿泡温度计）来测定大气的绝对湿度和相对湿度。这种方法是用一对并列温度计，其中一支是测定气温用的，称“干球温度表”；另一支的球部裹以湿纱布，称为“湿球温度表”。如果空气未饱和，则由于纱布上水分蒸发吸热，湿球温度表的读数就低于干球。这样就可以根据干、湿球温度表的读数，用气象专用图表求出空气的绝对湿度和相对湿度。
总之，适宜的湿度，使人们备感舒服；相反，湿度过高或过低，会使人们感到压抑、窒息、狂躁不安，甚至严重影响身体健康而无法长期生存。动植物也是一样。在漫长的自然选择、生存竞争之中，不同的动植物都适应一定的湿度范围，而且绝大多数的动植物对湿度的要求，比看起来十分娇贵的人类显得更加娇贵。
在理解了前面所说的未饱和汽和未饱和状态，饱和汽和饱和状态之后，对云、雾、雨、雪、雹的成因就不难理解了。如果空气中的水汽未达到饱和状态，蒸发就继续进行，天空将是万里无云。但是通常从地面算起，每上升100米，大气温度就平均下降0．6℃，那么距地面1000米，大气温度就降低6℃，在几千米的高空，气温就下降得更多。在接近地面的大气中的水汽尚处于未饱和状态，当升到几千米高空，由于饱和汽压随温度的降低而降低，大气中的水蒸气就变成饱和状态，这时大气中的水蒸气（遇冷）就凝聚成微小的水点成团漂浮在高空之中，就形成云，天空就不再是晴空万里，而变为天高云淡。当大气中的水蒸气越来越饱和，云量越聚越多的时候，大气中的水汽以大气中的尘埃为核，凝结成更大的水滴，由于重力的原因不能悬浮在空中时，就下降成雨；当空中的水蒸气冷至0℃以下，凝结成白色结晶体（多为六角形），飘落而下，就是雪。雹又叫冰雹，在发展很盛的积雨云中，由于气流强烈上升，虽然温度在0℃以下，但尚未冻结的小水滴碰撞已冻结成的冰晶，结成小冰球（小雹），虽然在重力作用下小冰球会下降，但遇到较强的上升气流又随之上升，这样反复升降，冰球就越来越大，最终降落到地面称为雹（冰雹）。降雹虽说时间一般不长，但破坏力很大，在我国降雹多发生在北方的夏季和春秋季。雾是当气温下降时，空气中所含的水蒸气达到饱和，凝结成小水点，飘浮到地面。这往往与特殊的天气（气压、降温）及地形特点有关。其实，雾也就是飘浮在地面上的云。当你处在被云笼罩的高山时，就会置身于雾霭之中。像我国著名的庐山，常被云所笼罩，到达庐山之上，总是被浓雾包围，能见度很低。
城市有比较多的雾，这是由于城市的空气中有比较多的尘埃成为大气水的凝结核，使大气中的水蒸气容易凝结成小水滴，飘浮在地面形成雾的缘故。