Suyun buharlaşması, istisnasız tüm maddelerin özellikleri arasında bulunan hal değiştirme kuralının bir ürünüdür. Doğada tüm maddelerin sırasıyla katı, sıvı ve gaz hallerinde bulunduğu belirli sıcaklık ve basınç aralıkları vardır. Bir madde, içinde bulunduğu koşullar sonucunda hangi sıcaklık ve basınç aralığına dahil oluyorsa, o aralıktaki halinde bulunur. Suyun buharlaşması da tam olarak bu prensiple ilgilidir. Sıvı halde bulunacağı sıcaklık ve basınç aralıklarından gaz halinde olması gereken aralıklara geçtiği anda suyun buharlaşması denen olay gerçekleşir ve sıvı haldeki su buhara dönüşür. Burada bir dipnot olarak belirtmek gerekirse, suyun buharlaşması için sıcaklık ve basınç değerlerinin ikisinin birden değişmesi şart değildir. Doğada her iki parametre de sürekli değişken bir haldedir, ancak laboratuvar ortamında sadece sıcaklık veya sadece basınç değeri değiştirilerek suyun buharlaşması sağlanabilir.

Buharlaşma, bir maddenin sıvı halden gaz haline geçmesi olayıdır. Halk arasında çoğu zaman buharlaşma ile kaynama aynı anlamda kullanılır fakat bu doğru değildir. Örneğin, çaydanlığa konan su ısındıkça sıcaklığının artması sonucu kaynar ve yeterince buharlaşma ısısına sahip olduktan sonra gaz haline geçerek su buharına dönüşür. Bu olayda suyun buharlaşması, kaynama yoluyla olmaktadır. Ancak su ve diğer sıvılar, kaynama noktasına getirilmeden de buharlaştırılabilir. Örneğin, ıslak olarak asılan çamaşırların rüzgârlı havada daha hızlı kuruması, suyun doğal yollarla buharlaşmasına örnektir.

Kaynama olayı ise, sıvı haldeki bir maddenin belirli bir sıcaklıkta hal değiştirip gaz haline geçmesi olarak tanımlanabilir. Kaynama noktası; bir maddenin gaz haline geçmeye başlayabilmesi için ulaşması gereken sıcaklıktır ve her maddenin kendine has bir kaynama noktası vardır. Örneğin, suyun kaynama noktası standart koşullarda 100 °C olarak kabul edilir. Yani, ısıtılan su 100 °C'ye kadar sıvı halini korur ve bu noktada sıcaklığı sabit kalarak aynı ısı enerjisini buharlaşabilmek için kullanır. Deniz seviyesinden yükseldikçe basınç azalacağı için kaynama noktası da düşer ve su daha düşük sıcaklıklarda buharlaşır.

Suyun buharlaşması, doğada bulunan bazı prensiplere göre gerçekleşen bir olaydır. İşin moleküler boyutuna inildiğinde, suyun buharlaşması da değişen çevre koşullarına verilen bir tepkidir. Yüksek sıcaklıkta su moleküllerinin enerjisi arttığından, aralarındaki bağlar zayıflar ve bu süreç suyun buharlaşması boyunca devam eder. Gaz halinde moleküller arasındaki bağlar yüksek enerji sebebiyle en zayıf durumdayken; bu bağlar sıvı ve katı hallere doğru kuvvetlenir.

Bu enerji artışı ve hal değişimi, günlük hayatta ve endüstri mühendislik gibi dallarda birçok yerde kullanılır. Örneğin, kesilmemiş bir karpuzun ıslatılarak güneşte bırakılması, suyun buharlaşmasından faydalanarak karpuzun soğumasını sağlar. Karpuzun yüzeyindeki su, güneş nedeniyle buharlaşırken karpuzdan ısı çeker ve böylece karpuzun sıcaklığı düşer.

Daha modern alanlarda örnek verilecek olursa, türbin, kompresör gibi mühendislik tasarımlarında suyun buharlaşmasından ve bu süreçte meydana gelen enerji alışverişinden faydalanılır. Örneğin, bir buhar türbinine sokulan su buharı, burada ısı enerjisini kinetik enerjiye dönüştürür ve bu sayede türbinden suyun buharlaşması sayesinde kullanılabilir enerji elde edilir. Aynı şekilde kompresörlerde de sıvı veya gaz haldeki su, yüksek basınçlara sıkıştırılır ve bu süreçte suyun buharlaşmasından faydalanılır.

Yukarıdaki yazıda genel hatlarıyla anlatıldığı gibi, doğanın en temel kanunlarından bir ürünü olan suyun buharlaşması, gerek ilkel gerek endüstriyel yöntemlerle birçok uygulamada insanlığın işini kolaylaştırmış ve ilerlemesine büyük katkılar sağlamıştır.