分子擴散分子擴散又稱分子混合，是大氣中的水汽、各種水體中的水分子運動的普遍形式。蒸發過程中液麵上的水分子由於熱運動結果，脫離水麵進入空中並向四周散逸的現象，就是典型的分子擴散。由於這種現象難以用肉眼觀察封，可以通過在靜止的水麵上瞬時加入有色溶液，觀察有色溶液在水中擴散得到感性的認識。在有色溶液加入之初，有色溶液集中在注入點，濃度分布不均，而後隨著時間的延長，有色溶液逐漸向四周展開，一定時間後便可獲得有色溶液濃度呈現正態分布的曲線，最終成為一均勻分布的濃度曲線。這種現象就是由水分子熱運動而產生的分子擴散現象，擴散過程中，單位時間內通過單位麵積上的擴散物質（E），與該斷麵上的濃度梯度成正比。
紊動擴散紊動擴散又稱紊動混合，是大氣擴散運動的主要形式。特點是：由於受到外力作用的影響，水分子原有的運動規律受到破壞，呈現“雜亂無章的運動”，運動中無論是速度的空間分布還是時間變化過程都沒有規律，而且引起大小不等的渦旋，這些渦旋也像分子運動一樣，呈現不規則的交錯運動，這種渦旋運動又稱為湍流運動。通常大氣運動大多屬於湍流運動，由湍流引起擴散現象稱為湍流擴散。
與分子擴散一樣，大氣紊流擴散過程中，也具有質量轉移、動量轉移和熱量轉移，其轉移的結果，促使質量、動量、熱量趨向均勻，因而亦稱紊動混合。但與分子擴散相比較，紊動擴散係數往往是前者的數千百倍，所以紊動擴散作用遠較分子擴散作用為大。
空中水汽含量的變化，除了與大氣中比濕的大小有關外，還要受到水分子熱運動過程、大氣中湍流運動以及水平方向上的氣流運移的影響。所以說上述兩種擴散現象經常是相伴而生，同時存在。例如，水麵蒸發時的水分子運動，就既有分子擴散，又可能受紊動擴散的影響。不過，當討論紊動擴散時，由於分子擴散作用很小，可以忽略不計，反之，討論層流運動中的擴散時。則隻考慮分子擴散。
2．水汽輸送
水汽輸送是指大氣中水分因擴散而由一地向另一地運移，或由低空輸送到高空的過程。水汽在運移過程中，水汽的含量、運動方向、路線、以及輸送強度等隨時會發生改變，從而對沿途的降水有著重大影響。
同時，由於水汽輸送過程中，還伴隨有動量和熱量的轉移，因而要影響沿途的氣溫、氣壓等其他氣象因子發生改變，所以水汽輸送是水循環過程的重要環節，也是影響當地天氣過程和氣候的重要原因。
水汽輸送主要有大氣環流輸送和渦動輸送兩種形式，並具有強烈的地區性特點和季節變化。時而環流輸送為主，時而以渦動輸送為主。水汽輸送主要集中於對流層的下半部，其中最大輸送量出現在近地麵層的850～900nPa左右的高度。由此向上或向下，水汽輸送量均迅速減小，到500～400nPa以上的高度處，水汽的輸送量已很小，以至可以忽略不計。
影響水汽含量與水汽輸送的因素很多，主要因素如下：
（1）大氣環流的影響。如前所述水汽輸送形式有兩種，其中環流輸送處於主導地位。這是和大氣環流決定著全球流場和風速場有關。而流場和風速場直接影響全球水汽的分布變化，以及水汽輸送的路徑和強度。因此大氣環流的任何改變，必然通過流場和風速場的改變而影響到水汽輸送的方向、路徑和強度。
（2）地理緯度的影響。地理緯度的影響主要表現為影響輻射平衡值，影響氣溫、水溫的緯向分布，進而影響蒸發以及空中水汽含量的緯向分布，基本規律是水汽含量隨緯度的增高而減少。