长期以来，人们把空气作为不花成本的资源，水也是作为成本低廉的资源对待的，因为它数量巨大且易于获取。当人们面对泛滥的江河时，常为其巨大的水量而叹为观止，然而，江河中的全部淡水若是同浩瀚的海洋相比，仅及其1/1000000。地球是一个水量极其丰富的天体，海洋面积占地球总面积的71％，地球实际上应称为“水球”，而被称为水星的行星上却并没有水。迄今天文学的观察也尚未发现哪一个星球上有水，这又是地球的独特之处。
地球上水的总量是巨大的，达1.4×109立方千米，占地球质量的2/10000。如果地球是一个平滑的球而没有地形起伏，则地球表面就形成一个水深2744米的世界洋。即使世界人口达到100亿，每人平均占有的水量仍达0.14立方千米，即1.4亿立方米。但是，能供人类利用的水却不多，因为水圈中海水占97.3％，难以直接利用，淡水只占2.7％，约合38×106立方千米，仍然是一个极大的数字，相当于地中海容量的10倍。可惜，这些淡水的99％却难以直接被人类利用，因为：两极冰帽和大陆冰川中储存了淡水的86％，位处偏远，难以获取；浅层地下水储量约占淡水总量的12％，必须凿井方能提取。
可贵的淡水资源最易利用的是江河湖沼中的水，占淡水总量的1％弱。然而，人类正是充分利用了这极小部分的水得以繁衍不息，创造了灿烂的文化。古代人类的文明大多与大河有关，例如黄河、尼罗河、恒河、底格里斯河和幼发拉底河等，都是人类文明的摇篮。
水属于可更新的自然资源，处在不断的循环之中：从海洋与陆地表面蒸发、蒸腾变成水蒸气，又冷凝为液态或固态水降落到海面和地面，落在陆地的部分汇流到河流和湖泊中，最后重新回归海洋，如此循环不已。
全球每年水分的总蒸发量与总降水量相等，均为500×103立方千米。全球海洋的总蒸量为430×103立方千米，海洋总降水量为390×103立方千米，二者的差值为40×103立方千米，它以水蒸气的形式移向陆地。陆地上的降水量（110×103立方千米）比蒸发量（70×103立方千米）多40×103立方千米，它有一部分渗入地下补给地下水，一部分暂存于湖泊中，一部分被植物所吸收，多余部分最后以河川径流的形式回归海洋，从而完成了海陆之间的水量平衡。
这4万立方千米的水还不能被人类全部利用，其中大部分（约28×103立方千米）为洪水径流，迅速宣泄入海。其余12×103立方千米中，又有5×103立方千米流经无人居住或人烟稀少的地区，例如寒带苔原地区、沼泽地区和像亚马逊那样的热带雨林地区等。余下可供人类利用的仅为每年7000立方千米。本世纪以来各国修筑了许多水库，控制了部分洪水径流。全世界水库的总库容约为2000立方千米，使可供人类使用的水量达到每年9000立方千米，这就是人类能有效地利用的水资源。
人类对水的需求分生产需用和生活需用两方面。根据各国的经验，对于用水量可以作如下的推算：
1.生活用水：为了维持起码的生活质量，生活用水标准为每人每年30立方米。北京城区的生活用水量略高于此数，为50立方米，发达国家的生活用水量更高，如美国达180立方米，而一些经济欠发达的缺水国生活用水量远低于起码的水平，例如非洲马尔加什共和国西南部居民每人每年仅靠2立方米水维持生活，仅仅超过生物学需水量的最低值。而且他们还必须为这2立方米质量低劣的水支付40美元的水费。
2.工业用水：非高度工业化国家的标准为每人每年20立方米。
3.农业用水：为维持每日10462焦耳（2500卡）热量的食物每人每年需水300立方米，每日12555焦耳（3000卡）热量食物则需水400立方米。
以上3项合计，每人每年的需水量约为350~450立方米，以维持中等发达以下的生活水平。由此推算，每年9000立方千米的总水量可以供养200亿~250亿人口，如果水分能够及时地和持续地供应到需水的地方的话。但是，地球上水分的分配无论在时间上和空间上都极不均衡，而且人口的分布也很不均匀。因此，实际上能够供养的人口将远低于此理论值。另有专家提出一个经验参数：如果依赖一个流量单位（即每年1百万立方米）的人数超过2000人时，这个国家或地区就会出现缺水问题。按这个参数计算，则现有淡水量可供180亿人之需。
从世界范围来看，需水量最大、对供水量至为敏感的部门乃是农业，占用水总量的2/3以上，因此，发展节水农业是节约水资源的有效途径。各国农业用水所占比例差异很大，与各国工农业发展情况和农业在国民经济中所占比重有关。像印度和墨西哥等农业国农业用水所占比重很大，达90％以上。与此相对照的是英国和原联邦德国，农业用水很少，这不仅是由于其工业发达，相对耗水较多，更重要的是这些国家雨水充沛调匀，农业可以旱作而很少灌溉，灌溉技术也较先进，因此农业耗水较少。工业国中日本的情况比较特殊，其农业用水量约占70％，原因是大规模种植耗水量巨大的水稻。美国工农业用水所占比例相当，因为它也是农业大国，但20世纪60年代以来，工业用水量开始超过农业，其主要原因是随着用电量的剧增，电厂冷却用水量亦迅速增加。
干涸的土地我们知道，虽然全球的有效淡水量不及总水量的1％，然而，仍可以满足约200亿人口低水平的需要。不过由于人口的分布和降水的时空分布都极不均匀，使不少国家和地区不时遇到缺水的困难。
供水紧缺往往造成一系列的经济、社会和生态问题。世界上的缺水区常常又是人口增长和城市化发展均较迅速的地区，缺水对农业的冲击最大，因为农业常是这类地区用水量最大的部门，而且又常是经济效益较低的部门，因此当某一地区的用水量接近其自然极限时，常常是农业部门首先失去充分供水的保证。例如，在我国北方缺水地区，每立方米淡水用于工业所取得的经济效益60倍于农业，计划部门在分配用水时必须考虑这个因素。在美国，更是奉行效益优先的信条，当农民把用水权卖给缺水的城市获利多于种植棉花、小麦和牧草时，他们将毫不犹豫地卖水而弃耕。美国有些地区用水权的价格很高，盐湖城每英亩英尺（英美常用体积单位，合1.233立方米）用水权为200美元，而在迅速城市化的科罗拉多州弗兰特岭地区则高达3000～6000美元，任何农业收入都无法与这样的高价竞争。
但是，在过分地考虑用水的经济效益时，却往往忽视了水的生态学功能。在充分保证生活与工农业生产用水的同时，没有考虑给河流留下必要的水，以保护那里的鱼类和野生动物，更没有顾及河流的娱乐与美学功能。我国华北一些河流水的利用率很高，例如海河、滦河流域在干旱的1983年入海水量仅为3亿立方米，为当年径流量的2.6％，该年河水的利用率已达97.4％。黄河下游有些枯水年也出现断流。这种情况对河流生态系统无疑都产生毁灭性的后果。
径流
径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。径流的类型很多，按水流来源可分为降雨径流和融水径流；按流动方式可分地表径流和地下径流，地表径流又分坡面流和河槽流。此外，还有水流中含有固体物质（泥沙）形成的固体径流，水流中含有化学溶解物质构成的离子径流等。径流的形成是一个很复杂的过程。