即使在南極洲——地球上最幹燥的地方，空氣中也含有水分。如果空氣是完全幹燥的，將會有更多的從地表輻射的熱量散失在太空中。值得地球上的生命慶幸的是，空氣包含能很好地吸收能量的水汽。更值得慶幸的是，空氣中的水汽能夠持續不斷地得到補充。在不斷的循環中，水從陸地和海洋蒸發並聚集成雲。然後產生雨、雪或其他形式的降水，其整個過程都是自我循環的。
空氣有施加壓力的重量。空氣越多，重量越大，壓力越強。空氣的深度——大氣層厚度，依據地球的地勢而變化。在山巔處空氣就比較少，因此大氣壓就比山穀中氣壓低。
氣壓還受溫度的影響，溫度的高低標誌著分子運動的程度。空氣分子不停地彼此來回運動，周圍的任一分子都可能會碰巧與之相撞。這種撞擊繼而產生熱量。因此氣壓越強一也就是說，有更多的分子彼此相互碰撞，空氣溫度就高。此外，運動的分子數量越多，為其所占據的空間就越大。所以，對於給定的同體積的暖空氣和冷空氣，前者含有的分子數量要少於後者。暖空氣較小的密度意味著它比較輕，相對於密度較大，較重的易於下沉的冷空氣而言更易於上升。
大氣中的水分子在三種狀態之間不停地來回轉化：氣態、液態和固態。雨從雲中降落意味著更多的水分子脫離氣態並形成小水滴(凝結)，相對於水分子從小水滴狀態進入氣體狀態(蒸發)。
這兩個過程，凝結和蒸發，在我們周圍空氣中時時刻刻都在進行著，但因溫度不同，進行的速度也會有所不同。例如，在一個晴朗無雲陽光燦爛的日子裏，熱量會加速蒸發的速度，防止空氣中的小水滴存活太久。所以，返回水汽的水分子比以小水滴形式存在的水分子要多。空氣冷卻，蒸發的速度會下降直至蒸發的水分子少於凝結的水分子：在這一點上，我們說空氣飽和，水汽通常會凝結成小微滴，形成雲、薄霧和濃霧。