Circuitul apei în natură (numit și ciclul hidrologic sau ciclul apei) este procesul de circulație continuă a apei în cadrul hidrosferei Pământului. Acest proces este pus în mișcare de radiația solară și de gravitație. În cursul parcurgerii acestui circuit, apa își schimbă starea de agregare fiind succesiv în stare solidă, lichidă sau gazoasă. Apa se mișcă dintr-un element component al circuitului în altul, de exemplu dintr-un râu, într-un ocean, prin diferite procese fizice, dintre care cele mai însemnate sunt evaporația, transpirația, infiltrația și scurgerea. Științele care se ocupă cu studiul mișcării apei în cadrul acestui circuit sunt hidrologia și meteorologia.
Nu se poate găsi un punct în care începe sau se termină ciclul natural al apei. Moleculele de apă se mișcă în mod continuu de la un compartiment sau rezervor al hidrosferei la altul, prin diferite procese fizice.
În principiu, ciclul apei constă din următoarele procese:
Evaporarea este procesul prin care apa se transferă de la suprafața oceanelor și a altor corpuri de apă în atmosferă. Acest transfer implică o schimbare de stare de agregare a apei, din stare lichidă în stare gazoasă. Sursa de energie a acestui proces o constituie energia solară. Pe lângă aceasta, apa se mai elimină în atmosferă prin transpirația solului, plantelor și, în mult mai mică măsură, cea a animalelor, numită evapotranspirație. Aproximativ 90% din apa din atmosferă provine din evaporație și numai 10% din evapotranspirație.
Advecția este procesul de transfer al unei proprietăți atmosferice (căldură, frig, umiditate, vorticitate) prin mișcarea orizontală a masei de aer. În cazul circuitului apei este vorba despre procesul de mișcare a apei în stare solidă, lichidă sau gazoasă prin atmosferă. Fără advecție, apa evaporată de pe suprafața oceanelor nu s-ar putea deplasa pentru a ajunge deasupra uscatului unde să producă precipitații.
Condensarea este procesul prin care vaporii de apă din aer se transformă în picături lichide de apă, formând nori sau ceață.
Precipitațiile sunt constituite din apa care s-a condensat în atmosferă și cade pe suprafața pământului. Forma de precipitații care apare cel mai frecvent este ploaia, alte forme fiind zăpada, grindina, chiciura, lapovița și prelingerea de apă din ceață.
Sublimarea este procesul prin care apa în stare solidă (gheață sau zăpadă) se transformă direct în vapori, fără a mai trece prin starea lichidă.
Intercepția prin foliaj este partea din precipitații care este interceptată de frunzișul plantelor și care, în timp, se evaporă fără a mai ajunge la suprafața solului. Cantitatea de apă interceptată depinde de durata ploii, de viteza vântului, de temperatură, de densitatea frunzișului și de alți factori mai puțin însemnați.
În unele părți ale circuitului natural, apa antrenează anumite substanțe care însă nu iau parte la întreg ciclul.
Precipitațiile care ajung pe suprafața solului conțin anumite substanțe gazoase sau solide dizolvate. Apa care se infiltrează și trece prin zona nesaturată în apă a solului, antrenează bioxidul de carbon din aerul care există între particulele solide ale solului și astfel își sporește aciditatea. Această apă acidă intră în contact cu particulele de sol sau cu roca mamă și dizolvă anumite substanțe minerale. Dacă solul are condiții bune de drenaj, apa subterană poate conține o cantitate importantă de substanțe solide dizolvate, care în cele din urmă ajung în mare.
În unele regiuni ale uscatului, sistemul de scurgere se termină într-o mare interioară sau într-o depresiune, în loc de a fi legate de oceanul planetar. Asemenea regiuni se numesc zone sau bazine endoreice. În asemenea cazuri, nivelul mării interioare va menține echilibrul hidrologic, astfel încât afluxul de apă din scurgerea de pe uscat și din precipitații pe suprafața mării interioare să fie egal cu pierderile prin evaporație.
Deoarece apa evaporată nu conține materiale solide dizolvate, conținutul în săruri al mărilor interioare și cel al oceanului planetar crește în mod continuu.
Circuitul natural al apei este afectat de anumite procese geologice. El nu a fost identic cu cel din diferite ere geologice. Modificările geologice ale circuitului apei se produc relativ lent.
Acțiuni antropogene de diferite genuri, cum ar fi emisia de gaze în atmosferă, despăduririle, extragerile de apă din cursuri de apă sau strate subterane și altele pot însă influența circuitul apei atât la scară locală cât și la scară planetară. Disciplina care se ocupă cu studiul influenței activităților umane asupra ciclului natural al apei și a măsurilor necesare pentru a nu produce o desechilibrare a acestui ciclu se numește gospodărirea apelor.
