水是地球上最常见的物质之一，也是生物体最重要的组成部分。人类很早就开始了对水的认识，古代朴素的唯物主义物质观将水视为一种基本的组成元素。不仅如此水还是中国古代五行之一。自古至今，水在生命的演化中起到了非常重要的作用，一旦离开了水，任何动植物都无法存活。
水在常温常压下，是无色无味的透明液体，包括氢和氧两种元素，化学式为H2O。自然界中纯水不多见，通常是酸、碱、盐等物质的溶液，但习惯上仍然把这种液体称为水。纯水可以通过蒸馏获得，当然，这也是相对意义上的纯水，不可能绝对没有杂质。水可以在液态、气态和固态之间转化。固态的水称为冰；液态的称为水；气态的水在100℃以上时叫水蒸汽，100℃以下则称为水汽。
地球表层的水域包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水等。由于注入海洋的水带有一定的盐分，加上常年的积累和蒸发，海水和大洋里的水都是咸水，无法直接饮用。湖泊的水有咸有淡，例如北美的五大湖是最大的淡水水系，欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
1.水的来源
在太阳系中，地球是唯一一颗被液态水覆盖的星球，水在起源上也存在着很大的分歧。到目前为止，水的形成学说多达几十种。有人说形成地球的星云物质中原本就存在水的成分；有人认为在地球形成初期，原始大气中的氢和氧化合成水，水蒸汽逐步凝结形成海洋；有人相信原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应，从而析出水分；还有人认为，彗星和陨石是地球上水的主要来源，甚至一直到现在，地球上的水还在不断增加。
2.水的作用
水是人类赖以生存的重要资源之一，土壤缺水便无法孕育生物，淡水更是灌溉与孕育陆地生物的必要元素，水还是所有生物体的重要组成部分。水有利于部分生物进行化学反应，动物的消化作用及植物的光合作用都离不开水；水在生物体内能起到运输物质的作用，有助于体内传输营养及氧气；水还可以通过蒸发降低温度，维持生物体温度的稳定……由此可见水的作用极其重要。
人类文明多起源于江河流域，早期城市大都建立在江河流域附近，从而解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中，水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用也是非常重要的。随着科技的发展，人们兴修水利，不断与水涝灾害和洪水等自然灾害斗争，形成了一些专门与水有关的研究领域，如水力学、水处理等。除此之外工业生产和化工生产也大量使用水这种廉价资源，然而用过的废水未经处理就任意排放到江河、湖泊等水域，就会造成水污染，甚至空气污染。在解决这一问题的时候，污水的处理是相当重要的。
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球球辐射量的60%，保护地球不致冷却；在夏季，水体能吸收和积累热量，使气温不致过高；冬季则能缓慢地释放热量，使气温不致过低。
江河、海洋中的水蒸发到天空中形成云，再经过凝结形成雨雪降到地面，然后渗入地下形成地下水，地下水又从地层里冒出来形成泉水，经过小溪、江河汇入大海，形成一个水循环。
由于不同的气候条件，水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。此外，水还会侵蚀岩石土壤、冲淤河道、搬运泥沙、营造平原、改变地表形态。
3.水的分类
根据水质的不同，水可以分为软水和硬水。软水中一般含钠离子、钾离子，硬度低于8度；硬水中含镁离子、钙离子，硬度高于8度。硬水的负面作用很多，长期饮用硬水会危害人类健康，使人患上各种疾病；硬水还影响洗衣粉、洗涤剂等的效果；锅炉用水硬度高了也十分危险，不但浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏。
根据氯化钠的含量，水还可以分为淡水和咸水，淡水为饮用水，咸水无法被人们饮用。
另外水还可以分为生物水、天然水、地下水、土壤水、超纯水及结晶水等多种。其中，生物水以各种不同的状态存在于生命体中；天然水是指没有被人类活动污染的水质；贮存在土壤中的水称为土壤水；贮存在地下的水叫地下水；超纯水纯度非常高，常常在电子行业、医药方面被应用。
4.淡水资源的短缺问题与对策
地球上水的总储量非常丰富，然而，淡水储量仅占全球总水量的2.53%，而且其中的大部分又属于固体冰川，分布在难以利用的高山和南、北两极地区，还有一部分淡水埋藏于地下很深的地方，很难进行开采。实际上，可直接利用的淡水仅占世界总淡水量的0.3%左右。
目前，淡水资源的缺乏是全世界面临的首要问题。据专家推测，到2050年，全球将有46%的城市人口缺水。由于水资源的稀有性，因水爆发战争的可能性将会越来越高。为了让全世界都关注淡水资源短缺的问题，第47届联合国大会决定将每年的3月22日定为世界水日。
目前，大部分农村地区还是以饮用地下水为主，灌溉农田用的也是地下水，这很可能造成地层下陷以致于破坏地底结构，导致无法回复的永久性破坏，严重的话还会阻断地下水。如今很多地方开始禁止使用地下水，以避免各种永久性的损害。
为了弥补淡水资源的不足，人们想了各种办法，海水淡化便是其中之一。但由于能量消耗过大、成本过高，海水淡化的技术并没有普及。因此，最直接有效的办法就是节约用水，这是水资源合理利用的关键所在，是最快捷、最可行，也是最广泛、最有效地维护水资源可持续利用的途径之一。
5.水的污染
目前，世界上的许多水域都受到了不同程度的污染。水的污染主要有两类：一类是自然污染，另一类是人为污染。当前危害较大的是人为污染。人为水污染可根据污染杂质的不同分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
化学性污染的污染杂质主要是化学物品。化学性污染还可细分为六类：无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、需氧污染物质、植物营养物质、油类污染物质。
物理性污染包括三类：悬浮物质污染、热污染、放射性污染。
生物性污染是指生活污水，特别是医院污水和一些工业废水污染水体后造成的污染。这类污水往往带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、霍乱细菌等进入水体，随水流动而传播疾病。一些肝炎病毒、腺病毒等也常出现在这种污染水中。还有某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血吸虫病等也可通过水进行传播。
6.水处理
一般来说，水处理主要有饮用水处理和污水处理两类。
饮用水的处理方法是这样的：先将淡水流域的水引到处理厂，同时用滤网滤除掉肉眼看得见的杂质；然后加入明矾，使明矾与水中溶解的泥土等粘合成矾花，再经过沉淀滤除矾花；让水流过沙子及沙砾群，从而滤除一些有机物以及化学成分；然后再加入氯杀死余下的微生物；最后还可以加入钠或石灰水将硬水软化，再通过空气通风赶出水中的氯。
污水处理的过程大概是这样的：先让废水流过沉淀槽，沉淀固状物质；再将废水流过沙砾，滤除一些有机物等杂质；然后在水中加入一些能分解有毒、有害化学成分的物质；最后将处理过的水引入露天池塘进行自然净化。