Yang dimaksud dengan hidrosfer bukanlah air yang tampak dipermukaan saja, melainkan juga dibawah permukaan. Baik yang terdapat dalam pori-pori batuan maupun dalam rekahan di bawah permukaan bumi.

Lebih dari 70% permukaan bumi diliputi oleh perairan samudra yang merupakan reservoar utama di bumi.

Air ditemukan di udara dalam bentuk awan dan hujan, di permukaan bumi ada di danau dan sungai, dan di proses dalam permukaan bumi sebagai air bawah tanah.

Daur hidrologi atau siklus hidrologi adalah sirkulasi iar dari laut ke darat dan kembali ke laut melalui atmosfer atau sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda:

  • Evaporasi / transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.

  • Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
  • Air Permukaan – Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.

Perbedaan sungai, danau, air laut, dan air tanah.

  • Sungai adalah aliran air dalam alur kecil atau besar searah lereng ke tempat yang lebih rendah. Cekungan dimana sungai-sungai mengalir disebut daerah aliran sungai (DAS). Besarnya aliran air tergantung pada jumlah air yang datang dari hulu dan pengaruh iklim, vegetasi dan kondisi geologi setempat. Sedangkan kecepatan arus air tergantung dari beberapa faktor, diantaranya jumlah air, gradient sungai dan kondisi saluran.
  • Danau merupakan cekungan di ketinggian dan berperan sebagai penampungan sementara. Kelebihan air di danau dialirkan ke tempat yang lebih rendah atau laut. Sebagaian besar danau sangat tenang sehingga banyak terendapkannya sedimen.
  • Air laut terdiri dar zat air dan garam (NaCl), sebesar 3.5% berat garam kompleks. Tampaknya sangat kecil tapi bila air laut diuapkan semua maka akan tertinggal endapan garam hingga setebal 60 m
  • Air tanah adalah semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau regolith. Kebanyakan air tanah berasal dari hujan. Air hujan meresap kedalam tanah menjadi bagian air tanah, mengalir ke sungai atau mengalir kelaut. Air yang meresap sampai ke zona saturasi dinamakan air tanah. Zona saturasi adalah daerah atau ruang yang berisi sedimen atau batuan terisi air (jenuh air). Zona atau lapisan tanah diatasnya yang tidak jenuh air dinamakan zona aerasi. Daerah atau batas antara zona saturasi dan aerasi disebut muka air tanah. Muka air tanah umunnya tidak horizontal tapi mengikuti topografi diatasnya. Mata air adalah aliran air tanah secara alamiah di permukaan bumi. Biasanya mata iar dtemukan pada muka air tanah yang bertemu dengan permukaan bumi. Mata air yang kecil bisa dijumpai pada batuan, contoh batu gamping, selain itu bisa dijumpai pada jalur sesar, atau rekahan.