地球形成水圈的时间，由于目前还没有直接的证据，所以尚无定论。不过可以肯定的是，38~40亿年前地球上还不会有水。
地球在最初形成时，并没有空气，所以也并不会“下雨”，那么最初的水只能从地下而来。由于当时地球还没有大气层，所以频频遭到陨星的轰击，而当时刚刚形成的、薄薄的地壳被击穿，造成地球表面大量的岩浆喷出。正是这些炽热的岩浆，把内部的结晶水带到地面。而大量火山喷发所带来的气体，慢慢积聚，加上地球形成的最初5亿年里，放射性元素的丰度比较高，产生的热量很大，地球内部排气的速度也很快，久而久之，地球就形成了大气圈。
在空气积聚到一定程度后，就开始了长时间的降雨。由于地壳表面到处都起伏不平，在低洼处聚集积水，慢慢地海洋、湖泊、河流也由此诞生了。
最初的水圈里水量很少，可能只相当于现在水圈水量的1/10，而水量的迅速增加，也许要到距今20多亿年前，因为那时的沉积岩分布已比较普遍了。
最初水圈中无多盐分，味道是淡的。水中的盐分是随着时间的推进，岩石的侵蚀、风化作用的增多，使其中的Na、Cl溶于水起了化合作用，才使水中含有较多的NaCl，以致变咸。随着地壳的不断演化，海水的咸度也逐渐增加。