當水的溫度超過100攝氏度時（或說超過沸點時），水分子因為吸收了足夠大的內能，從而使其轉換成脫離分子束縛的斥力，分子之間的距離開始變大，水便從液態轉變為氣態水。這種氣態水中不含有任何其他物質，是理論上的蒸餾水（空氣中含有雜質）也稱水蒸氣。

當水在沸點以下時，水也可以緩慢地蒸發成水汽。

科學地應說，水在常溫下，會慢慢地變為水蒸氣飛散到空中，這種現象就叫蒸發。地上的水變成了水蒸氣，這些水蒸氣在天上形成了白云；如果水蒸氣凝結成較大的水滴，水滴就會落下來形成雨。

從地面向上十幾公里這層大氣中，越靠近地面，溫度越高，空氣也越稠密；越往高空，溫度越低，空氣也越稀薄。

另一方面，江河湖海的水面，以及土壤和動、植物的水分，隨時蒸發到空中變成水汽。水汽進入大氣后，成云致雨，或凝聚為霜露，然后又返回地面，滲入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸發（汽化），再凝結（凝華）下降。周而復始，循環不已。

水汽從蒸發表面進入低層大氣后，這里的溫度高，所容納的水汽較多，如果這些濕熱的空氣被抬升，溫度就會逐漸降低，到了一定高度，空氣中的水汽就會達到飽和。如果空氣繼續被抬升，就會有多余的水汽析出。如果那里的溫度高于0°C，則多余的水汽就凝結成小水滴；如果溫度低于0°C，則多余的水汽就凝化為小冰晶。在這些小水滴和小冰晶逐漸增多并達到人眼能辨認的程度時，就是云了。

人們常常看到天空有時碧空無云，有時白云朵朵，有時又是烏云密布。為什么天上有時有云，有時又沒有云呢？云究竟是怎樣形成的呢？它又是由有什么組成的？

漂浮在天空中的云彩是由許多細小的水滴或冰晶組成的，有的是由小水滴或小冰晶混合在一起組成的。有時也包含一些較大的雨滴及冰、雪粒，云的底部不接觸地面，并有一定厚度