降水是水文循环的重要环节，也是水资源的主要补给来源之一，一般降水多的地方水资源丰富，降水少的地方水资源匮乏。
地表之上的大气中的水汽来自地球表面各种水体水面的蒸发、土壤蒸发及植物散发，并借助空气的垂直交换向上输送。一般来说，空气中的水汽含量随高度的增大而减少。观测证明，在1500～2000米高度上，空气中的水汽含量已减少为地面的1／2；在5000米高度，减少为地面的1／10；再向上，水汽含量就更少了，水汽最高可达平流层顶部，高度约55000米。大气水在7千米以内总量约有12900立方千米，折合成水深约为25毫米，仅占地球总水量的0．001％。虽然数量不多，但活动能力却很强，是云、雨、雪、雹、霰、雷、闪电的根源。
地表之下储存于地壳约10千米范围含水层中的重力水，称为地下水。由于全球各地的地质构造、岩石条件等变化复杂，很难对地下水储量作出精确估算。从已发表的研究成果来看，储量大小之间可差一个数量级。现根据前苏联学者1974年所发表的研究成果，从地面至深达2千米的地壳内，地下水总储量为2340万立方千米。
土壤水是指储存于地表最上部约2米厚土层内的水。据调查土层的平均湿度为10％，相当于含水深度为0．2米，如果以陆地上土层覆盖总面积8千万平方千米计算，那么土壤水的储量为16500立方千米。地球表面生物体内的贮水量约为1120立方千米。
降水落在地表后，除了满足下渗、蒸发、截蓄等损失外，多余的水量即以地面径流的形式汇集成小的溪涧，再由许多溪涧汇集成江河。暴雨常常造成洪水，山洪、泥石流，给人民生命财产造成了很大危害。渗入土壤和岩石中的水分，大部分成为了地下水，贮存于地下岩石的空隙、裂缝和岩溶之中，并以地下径流的形式，非常缓慢地流向低处或直接进入河谷，或溢出成泉，逐渐汇入江河湖泊，参与自然界的水分循环。由于降水是形成地表水和地下水的主要来源，所以把大气降水、地表水和地下水统称为三水。三水转换关系就是指大气降水、地表水和地下水之间，由于水的循环和流动性引起的单向或双向补给的转换关系，这种转换关系称为三水转换关系。
