น้ำผิวดินและน้ำใต้ดินเป็นแหล่งน้ำสำคัญสำหรับความต้องการใช้น้ำประปาของชุมชน น้ำบาดาลเป็นแหล่งทั่วไปสำหรับบ้านเดี่ยวและเมืองเล็กๆ ส่วนแม่น้ำและทะเลสาบเป็นแหล่งน้ำปกติสำหรับเมืองใหญ่ แม้ว่าประมาณร้อยละ 98 ของน้ำจืดที่เป็นของเหลวมีอยู่ในรูปของน้ำใต้ดิน แต่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระดับลึกมาก ทำให้การสูบน้ำมีราคาแพงมาก ขัดขวางการพัฒนาและการใช้ทรัพยากรน้ำใต้ดินทั้งหมดอย่างเต็มที่น้ำมีการหมุนเวียนตลอดเวลา ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากแสงแดดและแรงโน้มถ่วง น้ำ ในกระบวนการทางธรรมชาติที่เรียกว่า วัฏจักรอุทกวิทยา น้ำระเหยจากมหาสมุทรและผิวดิน ถูกกักไว้ชั่วคราวในรูปของไอในชั้นบรรยากาศ และตกลงสู่พื้นผิวโลกในรูปของหยาดน้ำฟ้า น้ำผิวดินคือสิ่งตกค้างจากการตกตะกอนและหิมะที่ละลาย ซึ่งเรียกว่าน้ำท่า เมื่ออัตราเฉลี่ยของหยาดน้ำฟ้าสูงเกินกว่าอัตราที่ไหลบ่าซึมลงสู่ดิน ระเหย หรือถูกดูดซับโดยพืชพันธุ์ จะเกิดแหล่งน้ำผิวดิน เช่น ลำธาร แม่น้ำ และทะเลสาบ น้ำที่ซึมผ่านพื้นผิวโลกกลายเป็นน้ำใต้ดิน ค่อยๆ ซึมลงสู่ชั้นดินและหินที่มีรูพรุนเป็นวงกว้างเรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำ ภายใต้แรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วง น้ำใต้ดินจะไหลผ่านชั้นน้ำแข็งอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ ในพื้นที่ต่ำจะพบในน้ำพุและลำธาร ในที่สุด ทั้งน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินจะกลับคืนสู่มหาสมุทร ซึ่งการระเหยจะเติมไอน้ำในชั้นบรรยากาศ ลมพัดพาอากาศชื้นขึ้นเหนือพื้นดิน เกิดฝนตก และวัฏจักรอุทกวิทยาดำเนินต่อไป