El proceso del ciclo del agua en la naturaleza es: el agua líquida o sólida en el suelo absorbe calor y se convierte en vapor de agua y se eleva al aire cuando el vapor de agua en el aire se enfría (irradia calor). se convierte en agua líquida o sólida y cae al suelo, el ciclo continúa.
Los principales eslabones del ciclo del agua incluyen la evaporación, la precipitación, el transporte de vapor de agua, la escorrentía superficial, la infiltración, la escorrentía subterránea, la transpiración de las plantas, etc. La llegada de los tifones es un vínculo de transporte de vapor de agua, y el flujo de los ríos hacia el mar es un vínculo de escorrentía superficial. Los ríos de salida participan en la circulación entre el mar y la tierra, mientras que los ríos del interior (como el río Tarim) sólo participan en la circulación interna en tierra.
El ciclo del agua es un proceso natural de múltiples vínculos que implica la evaporación, el transporte de humedad atmosférica, la circulación de aguas superficiales y subterráneas, y diversas formas de almacenamiento de agua. La precipitación, la evaporación y la escorrentía son los tres eslabones más importantes del proceso del ciclo del agua. La trayectoria del ciclo del agua compuesta por estos tres determina el equilibrio hídrico global y la cantidad total de recursos hídricos en una región.
La evaporación es uno de los eslabones más importantes del ciclo del agua. El vapor de agua producido por la evaporación ingresa a la atmósfera y se mueve con la actividad atmosférica. El vapor de agua en la atmósfera proviene principalmente del océano, y una parte también proviene de la evapotranspiración de la superficie de los continentes. La circulación del vapor de agua en la atmósfera es un proceso recurrente de evaporación-condensación-precipitación-evaporación.
El vapor de agua sobre el océano puede transportarse para condensarse y precipitar sobre la tierra, lo que se denomina precipitación externa de vapor de agua; el vapor de agua sobre el continente se condensa y precipita directamente, lo que se denomina precipitación interna de vapor de agua. La relación entre la precipitación total en un lugar y la precipitación externa de vapor de agua se denomina coeficiente de circulación de agua del lugar.