Air biasa kita kenal sebagai benda cair, namun ternyata air memiliki jenis dalam berbagai bentuk, antara lain : uap air, es, cairan dan salju. Air juga merupakan pelarut universal karena dapat melarutkan berbagai macam zat kimia, seperti garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan molekul organik. Pada umumnya sumber air bagi penduduk berasal dari sumur gali, sumur pompa dangkal, sumur pompa dalam, sumur artesis, mata air dan air hujan. Air pada umumnya bersifat tawar dan tidak berbau. Air tawar banyak terdapat di sungai, danau, air tanah (ground water), dan gunung es (glacier). Hal ini terjadi karena adanya proses air di daratan yang dihubungkan dengan laut dan atmosfer melalui siklus hidrologi yang berlangsung secara terus-menerus. Selain itu, air juga sangat berpengaruh terhadap iklim, karena air lebih sulit menjadi panas dibanding litosfer, maka pada waktu siang hari air lebih dingin dari pada tanah dan pada malam hari air akan lebih lambat menjadi dingin sehingga air lebih panas daripada di daratan. Hal ini menyebabkan cuaca daerah pantai tidak telalu banyak berubah-ubah dibandingkan dengan daerah pegunungan. Cuaca berpengaruh terhadap lingkungan air, sehingga terjadi aliran-aliran di dalam badan air. Air yang berasal dari daerah tropis akan mengalir ke daerah yang lebih dingin (ke arah kutub) di permukaan laut, sehingga lapisan air bagian dalam mengalir ke arah yang sebaliknya, yaitu daerah kutub ke daerah tropis, arah aliran ini sangat dipengaruhi oleh rotasi bumi, bulan dan matahari. Air memiliki jumlah yang relatif konstan tetapi air tidak diam, melainkan bersirkulasi akibat pengaruh cuaca, sehingga terjadi suatu siklus yang disebut siklus hidrologi.
Siklus hidrologi sangatlah penting bagi proses sirkulasi air, karena siklus inilah yang mensuplai daerah daratan dengan air. Siklus ini merupakan salah satu proses alami untuk pembersihan air, dengan syarat bahwa kualitas udara cukup bersih. Apabila udara tercemar maka hujan juga akan ikut tercemar karena turunnya hujan ataupun salju merupakan proses alamiah untuk membersihkan atmosfir dari segala debu, gas, uap, dan aerosol. Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui proses kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Dalam siklus hidrologi, terdapat siklus bagaimana proses turunnya hujan. Hujan dapat terjadi ketika adanya awan yang membawa uap air, awan ini disebut dengan awan cumulus. Air hujan yang turun tidaklah air murni karena zat-zat kimia yang dikandung udara ikut terbawa bersama hujan. Air hujan ini akan terus mengalir dari tempat yang tinggi menuju tempat yang rendah yang akhirnya bermuara di laut, sehingga siklus hidrologi juga ikut berlanjut. Berdasarkan siklus hidrologi tersebut, dapat dilihat adanya berbagai sumber air tawar. Sumber-sumber air tawar tersebut terdiri dari air permukaan yang merupakan air sungai dan danau, air tanah, serta air angkasa yaitu air yang berasal dari atmosfer seperti hujan dan salju. Kualitas berbagai sumber air tersebut berbeda-beda sesuai dengan kondisi alam serta aktivitas manusia yang ada disekitarnya. Air tanah dapat melarutkan mineral-mineral bahan induk dari tanah yang dilewatinya, sebagian besar mikroorganisme yang semula ada dalam air tanah berangsur-angsur disaring sewaktu air meresap dalam tanah. Selain itu, terdapat keterkaitan yang sangat kuat antara air dan lapisan air, dimana air berada dalam lapisan tanah dan dipengaruhi oleh kegiatan manusia. Kegiatan manusia tersebut misalnya dalam hal mencuci ataupun industri rumahan.
Air mempunyai konstanta dielektrik yang sangat tinggi sehingga berpengaruh besar tehadap sifat-sifat pelarutnya. Air memiliki sifat alamiah, yaitu dapat mencegah perubahan suhu secara tiba-tiba, dapat melindungi kehidupan akuatik dari adanya perubahan suhu, serta dapat menjaga kestabilan suhu wilayah geografis. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi sehingga menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik (higher wetting ability). Dengan adanya sistem tegangan permukaan yang tinggi, maka air menjadi media pelarut yang baik. Air dapat membawa nutrien dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan (akar, batang dan daun). Berdasarkan sifatnya, zat yang larut dalam air dibedakan menjadi 2, yaitu :
- Zat yang bersifat hidrofilik merupakan zat yang mudah bercampur dengan air, contohnya seperti garam dan gula.
- Zat yang bersifat hidrofobik merupakan zat yang sukar larut dalam air, contohnya seperti lemak dan minyak.
Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut membandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu membandingi gaya tarik menarik antara molekul-molekul air, maka molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.
Air tidak terlepas dari keberadaan sumbernya, sumber air biasa disebut mata air. Mata air adalah suatu titik pemusatan dimana air tanah mengalir keluar dari permukaan tanah sebagai arus dari aliran air tanah. Berdasarkan sistem keluarnya air ke permukaan tanah, maka mata air juga dibedakan menjadi 2, yaitu :
- Mata air rembesan, yaitu air yang keluar dari lereng-lereng.
- Mata air umbul, yaitu air yang keluar dari suatu daratan.
Keberadaan mata air disebabkan karena muka air tanah lebih tinggi dari permukaan tanah. Hal ini juga tergantung pada tingkat potensi sumber air seperti hujan atau lelehan salju yang meresap ke permukaan tanah.
