הטבע לימד אותנו כי המים בעולם מתנהגים במחזוריות רציפה. המים שבאוקיאנוסים, באגמים ובנהרות מתאדים בחום השמש, עולים לאטמוספרה ונעים בה. האדים הללו מתקררים אל הקרקע בצורת המשקעים - גשם, שלג, ברד וטל. חלק מהמשקעים מחלחלים אל מי התהום, אך רובם מתנקזים לנהרות וזורמים חזרה לימים ולאוקיאנוסים. רבים מכנים תהליך זה "מחזור המים".
גם האנושות השכילה לנצל את מקורות המים לצרכיו ולהשיבם לטבע במחזוריות פשוטה, לשימוש בחקלאות ובתעשיה שלאחריו המים שבים למקורותיו. יתרה מזאת, לאורך שנות ההיסטוריה היוו מקורות המים המשאב העיקרי ותנאי קיומי להקמת מקומות יישוב ולהתפתחותם. כאשר מקורות מים אלו לא הספיקו, אזי אותרו מקורות מים נוספים, אפילו במחיר של מלחמות אזוריות.
כאשר מקורות מי השתייה לא הספיקו לאוכלוסיה הגדלה, נרתמה הטכנולוגיה לאיתור ולהשבחת מקורות מים חדשים, כגון התפלת מי ים.
עם התגברות המודעות לחיסכון במשאבי הטבע, פותחו טכנולוגיות שאיפשרו שימוש חוזר במים שכבר נצרכו. כיום, השמירה של משאבי הטבע מחייבת אותנו להתאים לכל שימוש רצוי, את סוג המים הרצוי (שתיה, תעשיה, סניטציה, השקיה וכן הלאה). במסגרת תכנון נכון ויעיל של מערכות מים, ניתן ליצור "מחזורי מים" רבים ובכך להביא לחיסכון של עשרות אחוזים במים ובכסף.