Το φυσικό νερό (πηγών, ποταμών κ.λ.π.) δεν είναι καθαρή χημική ένωση. Περιέχει σχεδόν πάντοτε διαλυμένα ανόργανα άλατα, αέρια και άλλες ουσίες, πολλές φορές και οργανικές. Σχηματίζεται από τη συμπύκνωση των υδρατμών που παράγονται από την εξάτμιση του νερού των ποταμών, των λιμνών και των θαλασσών που πέφτει ως βροχή, χιόνι ή χαλάζι.
Το νερό της βροχής διαλύει διάφορα συστατικά της ατμόσφαιρας, π.χ. διοξείδιο του άνθρακα (CΟ2), λίγο οξυγόνο και άζωτο, συμπαρασύρει σκόνη, αιθάλη και άλλες αιωρούμενες ουσίες. Φτάνει στη γη ως αραιότατο οξύ, λόγω του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα. Για το λόγο αυτόν, το φυσικό νερό διαλύει τα δυσδιάλυτα ανθρακικά άλατα του ασβεστίου και του μαγνησίου και τα μετατρέπει σε ευδιάλυτα όξινα ανθρακικά άλατα των στοιχείων.
Κατά την εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια της γης απορροφάται το 30% της ενέργειας του ήλιου που φτάνει στην επιφάνεια της γης με μορφή ακτινοβολίας. Σε αυτό οφείλονται μετεωρολογικά φαινόμενα όπως τυφώνες και τροπικές καταιγίδες.
Επιπλέον το κλίμα μιας περιοχής εξαρτάται από την εγγύτητα σε γεωγραφικές περιοχές νερού αλμυρές ή γλυκές, όσο πιο κοντά είναι μια περιοχή σε νερό τόσο πιο ομαλό είναι το κλίμα εξ' αιτίας της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του νερού.
Ο κύκλος του νερού (γνωστός επιστημονικά ως «υδρολογικός κύκλος») αναφέρεται στη συνεχόμενη ανταλλαγή του νερού μέσα στην υδρόσφαιρα, δηλαδή μεταξύ ατμόσφαιρας, επιφανειακού νερού, εδαφικού νερού, υπόγειου νερού και βιόσφαιρας.
ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΑΛΛΙΡΙΑΣΟι παλίρροιες είναι ένας περιοδικός κύκλος ανόδου (πλημμυρίδα) και καθόδου (άμπωτη) του τοπικού επιπέδου της θαλάσσιας επιφάνειας, η οποία προκαλείται από τις παλιρροιακές (βαρυτικές ουσιαστικά) δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου πάνω στο νερό των ωκεανών. Οι παλίρροιες προκαλούν προσωρινές αλλαγές στο θαλάσσιο βάθος και δημιουργούν παλιρροιακά ρεύματα, όπως π.χ. στον Πορθμό του Ευρίπου. Η αλλαγή της παλίρροιας προκαλείται ως συνέπεια της αλλαγής της θέσης Σελήνης και Ήλιου σε σχέση με τη Γη, σε συνδυασμό με την περιστροφή του πλανήτη, αλλά και την τοπική βαθυμετρία.
Υδρόβιες μορφές ζωής
Τα επιφανειακά νερά της Γης είναι γεμάτα με μορφές ζωής. Οι πρώτες μορφές ζωής εμφανίστηκαν στο νερό και σχεδόν όλα τα ψάρια ζουν αποκλειστικά μέσα στο νερό, όπως και αρκετά είδη θαλάσσιων θηλαστικών, όπως τα δελφίνια και οι φάλαινες. Κάποια είδη ζώων, όπως τα αμφίβια, ζουν κάποια διαστήματα της ζωής τους στο νερό και κάποια άλλα στην ξηρά. Κάποια φυτά, όπως φαιοφύκη και άλγες αναπτύσσονται μέσα στο νερό και είναι η βάση των υποβρύχιων οικοσυστημάτων. Το πλαγκτόν είναι γενικά η βάση της ωκεάνιας τροφικής αλυσίδας.Δομή του μορίου
Το μόριο του νερού δεν είναι γραμμικό, δηλαδή οι δεσμοί Ο-Η δε βρίσκονται πάνω στην ίδια ευθεία, αλλά σχηματίζουν γωνία 104,5°. Το μήκος του δεσμού Ο-Η είναι 0,96 Å (Άνγκστρομ, 1 Å = 10−8 cm). Λόγω της γωνιακής διάταξης του δεσμού Ο-Η, το μόριο του νερού είναι ασύμμετρο και έχει υψηλή διπολική ροπή. Το κέντρο του θετικού φορτίου βρίσκεται προς την πλευρά του υδρογόνου και του αρνητικού προς την πλευρά του οξυγόνου. Ο υψηλός πολικός χαρακτήρας του μορίου εξηγεί τη μεγάλη του διηλεκτρική σταθερά (78 στους 25°C) και άλλες ιδιότητες αυτού, όπως είναι η διάλυση ιοντικών ενώσεων, ιδιότητα που το καθιστά το καλύτερο διαλυτικό μέσο.Το νερό παρουσιάζει έντονα το φαινόμενο της σύζευξης, με τη δημιουργία μεταξύ των μορίων του δεσμών υδρογόνου. Τα μόρια δηλαδή του νερού σχηματίζουν γέφυρες μεταξύ του ηλεκτροθετικού υδρογόνου ενός μορίου και του ηλεκτραρνητικού οξυγόνου άλλου μορίου.
Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού εξακολουθούν να υπάρχουν και σε υψηλή σχετικά θερμοκρασία, όπως το μόλις λιωμένο νερό στο οποίο έχουν σπάσει το 15 % των δεσμών υδρογόνου. Έτσι, στους 25 °C ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού έχει τέτοια τιμή, ώστε ο στοιχειομετρικός τύπος του, στους 25 °C, δεν είναι ο γνωστός H2O, αλλά H180O90. Αυτοί οι σχηματισμοί είναι αποτέλεσμα των δεσμών υδρογόνου και ονομάζονται παγοειδή συγκροτήματα, ενώ το μοντέλο που περιγράφει τη συμπεριφορά του νερού με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται ταλαντευόμενο συγκρότημα.
