围绕地球的大气层，其主要成分是氮、氢、氧和二氧化碳，另外还有少量的氩、氨、氙、氪、氖、臭氧等气体。除此以外，大气中还含有一些水汽和固体、液体的微粒杂质。
大气里中水汽并不多，最多时也只占大气的百分之四。我们在日常生活中经常会觉得空气有时比较潮湿，有时却很干燥，就是因为空气中的水汽有时多、有时少的缘故。我们用空气湿度的大小来表示大气中所含水汽多少，该物理量可以通过仪器测量出来。
由于地心引力的作用，地面附近空气比较稠密，越往高处，空气越稀薄。大部分空气聚集在从地面往上大约十公里的这层大气里，而大气中的水汽则几乎全部聚集在这一层次里。雨、露、霜、雪是由大气中的水汽形成的，所以它们主要产生于大气层的下部。
大气中的水汽主要来自地球表面。江河湖海中的水，潮湿的土壤，动、植物中的水分，时刻被蒸发到空气中。寒冷地区的冰雪，也在缓慢地升华。这些水汽进入大气后，成云致雨，或凝聚为霜露，然后又返回地面，渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发（升华），再凝结（凝华）下降。因此，在自然界里，水分周而复始地循环着，并在循环运动中不断改变着自身的状态。液态的水，可以凝固为固态的冰，也可以蒸发为气态的水汽；气态的水汽可以凝结为液态的云、雾、雨、露，也可以凝华为固态的冰晶、雪、霜；而固态的冰、雪、雹、霜可以融化为液态的水，也可以升华为气态的水汽因而雨、露、霜、雪就是这种水分循环过程中的产物。
