地球表面70%被水所占據，海洋、湖泊、河川中的水不斷蒸發，變成水蒸氣，進入大氣層，大氣層中的水蒸氣遇冷凝結成雨、雪、雹、般等降落到地面，一部分流進河流，湖泊，重新返回海洋，另一部分滲入土壤或松散的巖層中，其中一部分成為地下水，一部分被植物吸收。

　　作物的生長跟水分的含量密切相關，為了保證植物生長所需的水分，同時節約水資源，可以使用土壤水分測定儀對土壤水分進行檢測。研究發現，植物吸收的水分部分除了少量結合在植物身體組織外，大多數通過植物葉面蒸騰作用，又返回大氣中。動物在生命過程中也從外界環境取得一定量的水，并通過身體蒸發把水分釋放到外界環境中去，但總量與通過植物的水相比很小。

　　而碳是構成有機體的主要元素，碳以二氧化碳的形式儲存在大氣中，綠色植物從空氣中取得二氧化碳，通過光合作用把二氧化碳和水轉變成簡單的糖，并放出氧，供消費者需要。當消費者呼吸時釋放出二氧化碳，又被植物所利用，這是碳循環的一個方面。同時隨著這些有機體的死亡和被微生物所分解，把蛋白質、碳水化合物和脂肪破壞，氧化變成二氧化碳和水及其它無機鹽類，二氧化碳又再被植物吸收利用，參加生態系統再循環。

　　一切生物有機體大部分是由水組成的，從大氣中降落到地面的水也是人類從事生產和生活所不可缺少的。據估計，灌溉土地生產一噸糖或玉米需要千噸水，而生產一噸動物組織需要十噸水。所以任何一個生態系統都離不開水，同時水循環為生態系統中物質與能量的交換提供了基礎，此外水起到了調節氣候，清洗大氣，凈化環境的作用。