水平衡是指地表上某一區域，在一定時間內，水量收入和支出的差額。以海洋而言，在一定時間內， 海洋所收入的降水量和逕流量，其總和與海洋所支出的蒸發量相同，各為50.5萬立方公里而達到平衡；以陸地而言，陸地所支出的蒸發量與逕流量，其總和與陸地所收入的降水量相同，各為11.9萬立方公里而達到平衡。全球海陸降水量的總收入，亦與蒸發量的總支出保持平衡，各約為57萬立方公里。
　　儘管全球海陸保持水平衡，但不同地區，因位置、日照的差異，使得水平衡會隨著時間、空間而有變化。一般而言，降水量與蒸發量的差額即為逕流量，可反映一地水資源的豐缺。以全年而言，除了澎湖之外，臺灣全島為降水量多於蒸發量的剩水區；但若以季節為單位，則有時會有缺水時期，例如：臺灣西南沿海冬季降水量少於蒸發量，常為缺水地區（圖6-2：臺灣的水平衡）。

　　地面水係指暫存於陸地表面的水，和人類日常生活關係最密切的是河川與湖泊，僅占總水量0.02%（圖6-3：水資源）。
　　受降水量多寡的影響，乾燥地區與溼潤地區的河流，其特性有明顯差異。溼潤地區降水充沛，河流大多注入海洋形成外流河，如中國長江流入東海；乾燥地區降水不足，加上蒸發旺盛，河流多消失於內陸，或注入鹹水湖，成為內流河，如中國西北部的塔里木河注入羅布泊。除氣候外，河流特性也受地形、地質等因素的影響。一般而言，地形陡峻的地區，水流湍急不利航運，如滇西縱谷的瀾滄江，在中國境內無航運之利，直到下游中南半島地區方可行船。而岩層土質鬆軟地區，易受河流的侵蝕與搬運，河中含沙量增加，如中國的黃河流經黃土高原，大量黃土被搬運帶走。
　　以臺灣而言，因面積小、坡度陡，導致河短水急，不利航運；在夏季，因多颱風，且常挾帶暴雨，經常導致大量洪水宣泄不及，造成水災。冬季西南部為乾季，河水乾枯，可供利用的水資源有限，缺水極為普遍。此外，臺灣岩層岩性脆弱，每遇暴雨，河流挾帶大量泥沙而下，造成河床積高，水庫泥沙淤積。這些河流的特性（表6-1）對臺灣的水資源利用，均造成極大的不便。
　　湖泊的成因很多，有火山作用形成的，如紐西蘭的陶波湖（L.Taupo）；有冰河作用形成的，如美國的五大湖；有斷層作用形成的，如東非大地塹的湖泊。此外，溶蝕、風力、海水及人為等作用亦可形成湖泊。全世界湖泊的分布，以北美洲最多，其成因多為冰蝕作用所形成。湖泊除了提供用水外，亦有航運、蓄洪、發電、觀光等功用。

　　廣義的地下水係指地面以下的水，包含不飽和帶土壤水和飽和帶地下水，狹義的地下水則只指飽和帶的地下水。
　　在地面某一深度以下，有些地層的孔隙完全被水分子所充塞，稱為飽和帶。 飽和帶的上限，稱為地下水面。地下水面與地面之間的地層，其孔隙不完全被水分子所充塞，稱為不飽和帶。飽和帶地下水如位於不透水層之下，則稱受壓地下水（圖6-4：地下水分帶）。地下水面受地形影響而有起伏，但起伏較地形為緩。此外，降水、人為抽取等，亦會造成地下水面的變動。
　　當地下水面與地面相交時，地下水即以泉水的形式流出。地下水亦可用人為的方式匯集，如打井至飽和帶，從普通水井或坎井汲取；如果水井鑿至受壓地下水，且含水層微傾、井口的高度低於受壓水面，則地下水會自然湧出；地下水自然湧出的水井，稱為自流井（圖6-4）。澳洲的大自流井盆地，即以自流井眾多而得名；蘭陽平原（照片6-1）、屏東平原一帶，也有不少的自流井。在地下水蘊藏豐富的地區，開發地下水所需的經費遠比地面水便宜，而且地下水還具有恆溫、水質良好、取用方便等特性，因此成為近年來重要的水資源。但如管理不當，抽取過度，將導致各種環境問題，如地下水面下降、地層下陷（照片6-2）、海水入侵（圖6-5：地下水面和海水入侵）、地下水受污染等。以屏東林邊一帶為例，近年因發展養殖漁業，抽取大量地下水，造成沿海一帶的地層最大下陷量達2.5公尺，每遇颱風時期，居民便深受淹水之苦。

　　一般而言，水域面積較小，形式較為封閉，鹽度變化較大，無獨立洋流者，稱為海，如亞洲、非洲間的紅海；反之，水域面積廣大，鹽度大致一定，並有獨立潮汐與洋流者，稱為洋。全世界大洋的平均鹽度約為千分之35。

　　海洋表層的海水，常年沿著固定的方向流動，稱為洋流。它的流速約每小時3∼4公里，越向下層流速越慢，至海深180公尺以下已無洋流現象。以北太平洋洋流系統而言，受到全球行星風系東北信風常年吹拂的影響，使得赤道地區表層的海水，由東往西流形成北赤道洋流；此洋流在大陸東岸受大陸阻擋，部分迴流成赤道逆流，部分轉向北方稱為黑潮；黑潮流至中緯度，受西風吹拂而折向東，稱為北太平洋洋流；北太平洋洋流至北美大陸西岸，又受陸地阻擋而分成兩股，一股往北流稱為阿拉斯加暖流，北流至阿拉斯加後，轉向西南流，最後併入親潮；另一股流向低緯，稱為加利福尼亞涼流；此一洋流與赤道逆流一樣，均為北赤道洋流的補償流（圖6-6：大洋洋流示意圖）。以此系統而言，北赤道洋流、赤道逆流、黑潮、北太平洋洋流、阿拉斯加暖流，水溫較所經過地區海水溫度為高，稱為暖流。暖流可使所經之地，較同緯度地區溫暖潮溼，高緯度沿海港口全年不結冰。親潮由高緯流向中緯，水溫較所經過地區海水溫度為低，稱為寒流；寒流流經，會造成沿海冷溼多霧。加利福尼亞洋流是從溫帶流向熱帶，稱為涼流；涼流所經地區，沿岸地帶空氣穩定不利降水，氣候乾燥。至於全球其它大洋洋流流向與成因亦相同，詳見全球洋流系統（圖6-7：全球洋流系統）。
　　洋流除了會影響流經地區的氣候外，亦有利於船隻的航行；此外，寒暖洋流的交會，更可為當地帶來豐富的漁業資源。如日本即因黑潮、親潮的交會，帶來豐富魚群，成為世界重要的漁產國。

　　地球上的總水量，約有13.8億立方公里，但其中海洋和冰河的水，人類尚無法大量使用。水資源指河水、湖水、地下水等，是降水量減去總蒸發量後的水量，可以不斷更新。以臺灣而言，可利用的水資源，有地下水、河水、湖泊（水庫）等，但河水受降雨型態、降雨時間分布、地形陡峻的影響，只有逕流量的23%可以利用，其餘則流入海洋（圖6-8：臺灣水資源）。
　　人類可加以利用的水資源本來就有限，如果不加愛惜，而把農牧及工業廢水、家庭污水、垃圾廢棄物等，任意排入河湖之中，將導致水源污染，會使水資源更行匱乏。以臺灣而言，21條主要河川中，有一半以上河川下游受到不同程度的污染（圖6-9）。因此，如何減少水污染，維護水資源的純淨，是我們應該注意的問題。
　　除了水污染外，濫伐森林、超抽地下水，以及其他各種形式的水源不當利用，也會改變水資源的時間與空間分布，造成水資源的不足。因此，正確的瞭解水平衡，合理利用水資源，使其能永續的經營，是人類應有的責任與努力的方向。