En las ciencias de la Tierra, la hidrosfera o hidrósfera^[1]​ (del prefijo hidro-, este del prefijo griego ὑδρο- [hydro], ‘agua’, y del griego σφαῖρα [sfaira], ‘esfera’)^[2]​^[3]​ es el sistema material constituido por el agua que se encuentra sobre la superficie de la tierra sólida y también parte de la que se encuentra bajo la superficie, en la corteza terrestre.

La hidrosfera incluye océanos, mares, ríos, lagos, agua subterránea, el hielo y la nieve.

La Tierra es el único planeta del sistema solar en el que está presente de manera permanente el agua líquida, que cubre aproximadamente tres cuartas partes de la superficie terrestre,^[4]​ con una profundidad promedio de 3,5 km, lo que representa el 97 % del total de agua del planeta. Se ha estimado que hay 1 386 000 millones de kilómetros cúbicos de agua en la Tierra.^[5]​^[6]​^[7]​ El agua dulce representa 3 % del total y de esta cantidad aproximadamente 98,2 % está congelada, de ahí que solo se tenga acceso al 0,08 % de toda el agua del planeta. El agua migra de unos depósitos a otros por una combinación de procesos de cambio de estado y de transporte que en conjunto configuran el ciclo hidrológico o ciclo del agua. La presencia de agua en la superficie terrestre es el resultado de la desgasificación del manto, que está compuesto por rocas que contienen en solución sólida cierta cantidad de sustancias volátiles, de las que el agua es la más importante. El agua del manto se escapa a través de procesos volcánicos e hidrotermales. El manto recupera gracias a la subducción una parte del agua que pierde a través del vulcanismo.

En los niveles superiores de la atmósfera la radiación solar provoca la fotólisis del agua, rompiendo sus moléculas y dando lugar a la producción de hidrógeno (H) que termina, dado su bajo peso atómico, por perderse en el espacio. A la larga el enfriamiento del planeta debería dar lugar al final del vulcanismo y la tectónica de placas conduciendo, al asociarse con el fenómeno anterior, a la progresiva desaparición de la hidrosfera.