联合国教科文组织于1978年根据国际水文计划（1HP）的成果，公布了全球上空大气水汽含量的分布）。全球大气中的水汽总含量为12 900立方公里，若将其转化为液态水均匀分布在地球表面则有25.4mm的水深。1994年国际地球能量和水循环试验计划（GEWEX）的大气水研究子计划（GvaP）公布了不同作者的计算结果，其平均值为25.5mm，彼此相差在10％左右，表明对大气中水汽含量的计算结果具有一定的精度。由表2.6可见，全球陆地上空水汽总含量约2911 立方公里，折合水深20.9 mm；全球海洋上空水汽总含量约9797 立方公里，折合水深27.1 mm。就各洲大陆而言，以南美洲上空的水汽含量最丰富，折合水深为29.5 mm，非洲次之，为28.7mm。南极洲由于全年气温低，平均水汽含量为全球最少，仅1.5mm。就各大洋而言，以太平洋上空水汽含量最为丰沛，其次为印度洋和大西洋，北冰洋上空水汽含量最少。
    热力条件是影响水汽地理分布的首要因素，一般而言，气温越高，则大气从地面获得的水汽越多。夏季和低纬度地区（热带沙漠地区除外），大气中水汽含量较多，而冬季及高纬度地区水汽含量较少。图2.8显示了北半球各纬圈上空水汽随纬度的变化趋势，纬度越高，大气中水汽含量越少，在寒冷干燥的陆面上其含量几乎接近于0，而在温度较高的洋面（如赤道洋面）上空，其含量按容积计可达到4％。实际上，水汽含量的地理分布受到综合因素的影响，如纬度、海陆分布、大气环流、洋流和本地形屏蔽以及海拔高度等，其分布形式较复杂。图2.9是利用全球450个探空站10年同期观测资料而绘制的从地面至7km高度气柱内水汽含量的地理分布（1978）。在南北半球，水汽含量均从低纬向高纬地区递减，等值线呈明显的纬向分布。北半球复杂的地理环境使得大气中的水汽含量存在若干高值中心和低值中心。高值中心在赤道太平洋西岸的菲律宾群岛和东岸的巴拿马、科隆群岛，印度洋东岸的孟加拉湾和恒河流域，大西洋东岸的刚果河流域和西岸的亚马孙河流域，平均水汽含量在45～50 mm左右。低值中心在亚洲的青藏高原和新疆南部，非洲的撒哈拉沙漠，北美洲的落基山地区，平均水汽含量仅有5～15 mm。陆地上空的水汽含量多寡与湿润气候区和干旱沙漠区的划分是一致的。