地球上任一区域在任意时段内，其收入水量与支出水量之间的差额与其蓄水量的变化大致相等，这就是水量平衡。水量平衡是质量守恒原理在水分循环过程中的具体表现，也是水分循环的内在规律。

降水、蒸发和径流是水分循环中三个重要环节，在水量平衡中，它们是三个重要因素。据实际测算，海洋多年平均蒸发量为50.5万km³，海洋上的多年平均降水量为45.8万km³，差额为4.7万km³。陆地上多年平均降水量为11万km³，蒸发量为6.3万km³，余额为4.7万km³，其中有一部分渗入地下补给地下水，一部分暂存于湖泊中，一部分被植物吸收，多余部分最后以河川径流形式回归海洋，补偿了海洋由于蒸发所减少的水量。因此全球的水量得以保持动态平衡。

如果以P表示降水量，E表示蒸发量，R表示径流量。

海洋水量平衡方程式可写为：P=E－R

陆地水量平衡方程式可写为：P=E+R

即海洋降水量等于海洋蒸发量与入海径流量之差，陆地降水量等于陆地蒸发量与入海径流量之和，海洋水和陆地水最后通过径流达到平衡。

全球水量平衡方程式为：E_洋+E_陆=P_洋+P_陆即海洋和陆地的多年平均蒸发量之和等于海洋和陆地的多年平均降水量之和，也就是全球多年平均蒸发量与降水量相等。