A medida que el agua se evapora de la superficie de la Tierra, entra en la atmósfera en forma de vapor de agua. Cuando el vapor de agua se eleva en la atmósfera, se enfría; la energía cinética de las moléculas del agua disminuye y estas se condensan para formar nubes y, al cabo de un tiempo, caen como precipitación.
El vapor de agua es un gas de efecto invernadero (parecido a lo que hace un invernadero) que absorbe la radiación emitida por la superficie de la Tierra, atrapando el calor y aumentando la temperatura de la atmósfera. Cuando la temperatura de la atmósfera aumenta, las moléculas de agua que están en esta tienen una energía cinética mayor. Las moléculas de agua con una energía cinética mayor son menos propensas a condensarse al estado líquido. Esto quiere decir que la cantidad de vapor de agua en la atmósfera aumenta a medida que esta se calienta. Una mayor concentración de vapor de agua atrapa más energía solar, aumentando la temperatura atmósferica y, a su vez, produciendo más calentamiento.
En contraste, las moléculas de agua en un aire más frío tienen menos energía cinética y es más probable que se condensen y luego caigan de regreso a la Tierra como precipitación. Si la temperatura del aire disminuye, la cantidad de vapor de agua en la atmósfera también disminuye, lo que conlleva a un mayor enfriamiento.