Источником водяного пара в атмосфере служит испарение с поверхности океана и других водоёмов, с ледников, снежного покрова, почвы, растительности и т. п.
Главная масса водяного пара находится в нижних слоях атмосферы, до высоты 2—3 км. Содержание его в воздухе в зависимости от температуры, наблюдаемой у поверхности земли, колеблется от 4% по объёму до 0,01%. Среднее влагосодержание атмосферы всего земного шара составляет, по Мейнардусу, 12,3 тыс. куб. км воды.
Наиболее важными, хотя и не единственными, показателями влажности воздуха служат абсолютная влажность и относительная влажность.
Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара необходимо для его насыщения. Вместе с тем и абсолютное содержание водяного пара в воздухе увеличивается с повышением температуры за счёт более интенсивного испарения, т. е. поступления пара в атмосферу. Зависимость между температурой воздуха и относительной его влажностью обратная, потому что при одном и том же абсолютном содержании водяного пара относительная влажность обычно уменьшается при повышении температуры и увеличивается при охлаждении воздуха.
Помимо температуры, определяющей влагоёмкость воздуха и напряжённость испарения, на географическое распределение влажности воздуха оказывают влияние характер земной поверхности, которая является источником влаги, поступающей в атмосферу, и особенности атмосферной циркуляции, от которой зависит перенос влаги и изменение степени насыщения воздуха водяным паром.
Напомним, что абсолютная влажность, т. е. действительное количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, выражается в граммах водяного пара на единицу объёма воздуха (1 куб. м), либо в единицах давления в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах), уравновешивающих упругость данного количества водяного пара. Относительная влажность, т. е. степень насыщения воздуха водяным паром, выражается (в процентах) в виде отношения упругости паров, действительно находящихся в воздухе, к упругости паров, необходимых для насыщения того же объёма воздуха при той же температуре.
Основываясь на закономерности распределения температуры на Земле, должно ожидать, что кривая средних годовых значений абсолютной влажности будет иметь ту же форму, что и кривая средних годовых температур.
Распределение относительной влажности несколько сложнее. В полярных областях она высока по причине низких температур, в приэкваториальной области её высокое значение обусловлено большой абсолютной влажностью; наименьшая относительная влажность характеризует субтропики, что стоит в тесной связи с повышенным давлением в этих широтах и преобладанием нисходящих движений воздуха и пассатов. При нисходящих движениях воздух адиабатически нагревается, пассаты тоже переносят массы воздуха из более холодных мест в более тёплые; следовательно, в обоих случаях воздух удаляется от состояния насыщения.
Колебания влажности воздуха во времени так же закономерны, как и в пространстве. В годовом ходе максимум абсолютной влажности наблюдается в самый тёплый месяц, минимум — в самый холодный, потому что в соответствии с изменением температуры меняется и испарение. Годовой ход относительной влажности, вообще говоря, обратный: максимум в холодное время, минимум в тёплое. Однако, например, в некоторых областях муссонного климата, по вполне понятным причинам, зимой относительная влажность гораздо меньше, чем летом. Это обстоятельство лишний раз подчёркивает роль движения атмосферы не только в распределении тепла, но и в распределении влажности: в каждый определённый момент влажность воздуха (абсолютная и относительная) в значительной мере определяется тем, какие воздушные массы находятся над данным участком ландшафтной оболочки. В среднем же выводе за длительные периоды проявляются общие закономерности, охарактеризованные выше.