地球从原始星云凝聚成行星后,由于内部温度变化和重力作用,物质发生分异和对流,于是地球逐渐分化出圈层,在分化过程中,氢、氧气体上浮到地表,再通过各种物理及化学作用生成水;水是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的。
最初地球是一个冰冷的球体。由于存在地球内部的铀、钍等放射性元素开始衰变,释放出热能。地下深处的岩浆中含有丰富的水,火山喷发释放出大量的水。地球内部矿物脱水分解出部分水,或者释放出的一氧化碳、二氧化碳等气体,在高温下与氢作用生成水。碳氢化合物燃烧也可以生成水,在坚硬的火成岩中,也有一定数量的结晶水和原始水的包裹体。