自然界中，物质由于分子运动的结果，都有从浓度高的区域向浓度低的区域移动的趋势，这种现象称为扩散作用。蔗糖溶解在水中形成均匀的蔗糖溶液，生产上各种药液的配制，都是物质分子扩散作用的结果。半透膜是一种能让水分子自由通过，而对其他物质分子具有选择透性的特殊的膜，种子表皮、羊皮纸和动物的膀胱膜都具备半透膜的特性。

植物主要通过根系从土壤当中吸收水分，一切影响根系生活力和细胞生理活性的因素都会对植物的吸水过程发生作用。

植物正常的生命活动，通过根系不断地从土壤中吸收水分，除直接参与代谢作用之外，大量的水分通过植物的地上部分散失到空中，从而牵动植物体内水的流动，完成物质运输和营养分配的过程。

气孔运动表现于气孔开闭，气孔由两个保卫细胞组成，保卫细胞近孔口一边的细胞壁较厚，而近表皮一边的细胞壁较薄，当保卫细胞吸水膨胀，体积增大时，靠近表皮细胞一边的细胞壁膨胀程度大于靠近孔口较厚的一边，使保卫细胞向外弯曲，气孔便张开；相反，在保卫细胞失水，体积缩小时，保卫细胞伸直，气孔便关闭。

植物体内水分的传导途径可分为两部分：一为短距离运输部分，包括从根毛到导管一段及叶脉到叶肉细胞的一段，水分通过活细胞传导，主要传导方式是渗透作用；二为长距离运输部分，包括从根导管经茎、枝到叶脉的全部导管传导系统，水分通过导管和管胞主要以液流的方式进行。

土壤由矿物质、有机质、水分、气体和土壤微生物组成，水分作为土壤的重要组成部分，参与土壤中不断进行的各种物质和能量的转化。水分的形态、数量和能量决定着物质和能量的转化强度，进一步影响着植物吸水和土壤对植物的营养和水分供应。

土粒依据分子引力和静电引力，从土壤空气中吸收的气态水称为吸湿水。吸湿水是最靠近土粒表面的一层水膜。土壤吸湿水量的大小，主要取决于土粒比表面积和空气相对湿度。

传统的土壤水分类型是根据水在土壤中受各种不同力的作用而存在的不同形态来划分的，称形态学观点分类，这种观点比较简单、形象化，易为人们所接受，因此一直指导着农业旱田灌溉，处理水分问题，指导整地、中耕等农作。但由于各类水分类型划分上人为因素太强，各水分常数的测定主观性很差，不能统一度量与计算“土壤—水分—植物—大气”的关系。

根据物理学原理，物体在承受外力作用后，其自由能就会发生变化。同样，土壤水在各种力的作用下，其自由能也发生变化。我们规定与土壤水在同一条件（同温、同压、同一高度）做参比标准的纯自由水（流水或饱和水）的自由能为零，土壤水所具有的自由能与参比标准下纯自由水自由能的差值就是土水势。