Il gas più variabile nella troposfera è il vapore acqueo. La quantità di vapore acqueo nella troposfera può variare notevolmente da luogo a luogo e nel tempo. Può variare da una piccola percentuale vicino alla superficie della Terra fino a quasi la saturazione in alcune aree. Questa variabilità è dovuta al fatto che il vapore acqueo evapora costantemente dalla superficie della Terra nell'atmosfera, per poi condensarsi nuovamente in acqua liquida sotto forma di nuvole e precipitazioni. La quantità di vapore acqueo nell'aria può avere un impatto significativo sul tempo, così come sul clima della Terra. Ad esempio, livelli elevati di vapore acqueo nell’atmosfera possono portare ad un aumento della copertura nuvolosa e delle precipitazioni, mentre bassi livelli di vapore acqueo possono portare a condizioni di siccità.