Sıvı su, çekici kuvvetlerle birbirine yakın tutulan, ancak yine de birbirleri arasında hareket etmekte serbest olan su moleküllerinden oluşur. Ayrıca su molekülleri, son derece hızlı titreşimler şeklinde termal enerjiye sahiptir. Bir su yüzeyindeki su molekülleri zaman zaman o kadar güçlü titreşirler ki, buharlaşmak için havaya uçarlar. Aynı zamanda, havadaki su molekülleri zaman zaman su yüzeyine çarparak sıvı suya katılır. Bu hareketler her zaman su yüzeyinde meydana gelir.
Havadaki su moleküllerinin konsantrasyonu, havanın tutabileceği maksimum değerden az olduğunda, bağıl nem yüzde yüzün altındadır. O halde sıvıdan havaya giden molekül sayısı, havadan sıvıya giden sayıdan fazladır. Bu durum buharlaşma olarak bilinir. Buharlaşma, kalan sıvı suyun soğumasına neden olur. Bunun nedeni, havaya uçan su moleküllerinin ortalama olarak alışılmadık derecede yüksek termal enerjiye sahip olmalarıdır. Geride kalan biraz daha az termal enerjiye sahiptir – diğer bir deyişle, biraz daha düşük bir sıcaklığa sahiptir.
Yoğuşma, buharlaşmanın tersidir. Havada tutabileceğinden biraz daha fazla su buharı varsa, havadan sıvı suya geçen su molekülleri sayısı, sıvı sudan havaya geçen sayıdan daha fazladır. Sıcak ve nemli bir günde bir bardağa buzlu su doldurduğunuzda, kısa süre sonra bardağın dışında su damlaları olur. O su camdan sızmadı. Havadan yoğunlaştı. Soğuk hava, ılık havadan daha az su buharı tutabilir. Soğuk cam yanındaki havayı soğutarak yoğunlaşmaya neden olur. Açık bir gecede zemin yüzeyi ısısını uzaya yayarak soğutulduğunda, soğuk bir sabah çimenlerin üzerindeki çiy de aynı şekilde oluşur.
