蒸发过程可以用分子运动论来解释。水分子和气体分子一样，也会运动。不同之处在于，水分子不会分散，因为分子间的吸引力足以将它们结合在一起。相反，气体分子间的吸引力很弱，所以气体分子无法融合。水分子在运动时具有速度。有些水分子速度很快，有些则很慢。水分子速度的分布类似于麦克斯韦分布。
当水分子运动速度足够大，以至于分子间的引力不足以将它们束缚在一起时，就会发生蒸发。这类似于火箭进入太空，火箭的速度足够大，以至于地球的引力无法将其束缚在地球上。需要注意的是，只有速度极高的分子才能摆脱分子间的引力。速度较慢的分子则像水一样保持聚集状态。
水分子具有质量和速度，因此具有动能（EK = 1/2 mv²）。高速运动的水分子比低速运动的水分子具有更高的动能。由此可见，能够克服分子间吸引力的水分子（即蒸发成水蒸气的水分子）具有相当大的动能。通常，水分子的动能随水温升高而增加。当水温足够高时，水分子的动能会进一步增加，从而导致更多的水蒸发成水蒸气。这与研究结果一致，即高温下蒸发速率通常更高。
当我们在阳光下晾晒湿衣服时，湿衣服会吸收太阳散发的热量。太阳能量的增加会使衣物中水分子的动能增大。由于动能的增加，水分子运动速度加快（水分子运动速率增加）。当速度或动能达到一定值时，水分子就能克服分子间的吸引力，变成水蒸气。需要注意的是，湿衣服的干燥不仅受阳光热量的影响。周围温暖的空气也会通过传导使湿衣服变干（热量从空气传递到湿衣服）。
在炎热的白天，地面温度升高。地面加热其上方的空气（在这种情况下，热传递是通过传导实现的）。热空气膨胀（密度降低）并向上运动。当湿衣服经过时，水分子会撞击衣服内部的水分子。水分子运动速度加快，动能增加。快速运动的水分子会撞击其他水分子。由于不断受到空气分子的撞击，水分子运动速度进一步加快（动能增加）。一旦速度或动能达到一定值，高速运动的水分子就能摆脱分子间的吸引力，变成水蒸气。水分子的动能与温度密切相关。水分子的动能越大，水温也越高。反之亦然，水温越高，水分子的动能也越大。动能也与速度有关。分子的动能越高，其运动速度也越快。反之，分子的运动速度越快，分子的动能就越高。
那么热水呢？热水温度很高。由于水温高，水分子具有相当高的平均动能。正因为水分子具有相当大的平均动能，许多水分子速度很快。速度快的水分子能够克服分子间的吸引力，蒸发成水蒸气。而速度慢的水分子（动能小的水分子）则不会蒸发成水蒸气。因此，当高速水分子蒸发成水蒸气时，水分子的平均动能就会降低。平均动能越小，水温就越低。基于以上简要描述，我们可以得出结论：蒸发是一个冷却过程。
蒸发散热的过程在日常生活中随处可见。当空气温度较高时，人体会吸收大量热量。为了保持体温恒定，人体通常会通过出汗来散热。由于汗液会从阳光和周围空气中吸收额外的热量，汗液分子的动能会增加。随着汗液分子动能的增加，汗液分子的运动速度也会加快。汗液分子会变成水蒸气。当汗液蒸发时，人体就会感到凉爽。
通常情况下，洗完澡后，我们的身体会感到凉爽。这是因为附着在皮肤表面的水分会蒸发。
前面描述的蒸发过程每天都在发生。海水、湖水、河水也会蒸发。
蒸汽压力
这里所说的蒸汽指的是水蒸气。请看图示。一个密闭容器装满了水（假设容器内的空气已被抽走）。根据分子运动论，水分子始终处于运动状态。运动时，水分子具有运动速度和动能。具有足够速度和动能的水分子能够克服分子间的吸引力，从而转化为蒸汽。
容器中的水分子也会发生同样的过程。随着时间的推移，越来越多的水分子变成水蒸气。由于容器是封闭的，变成水蒸气的水分子无法逸散到大气中（它们被困在容器内）。变成水蒸气的水分子数量相当多，因此分子之间可能会发生碰撞，撞击容器壁。
一些撞击容器壁的分子会被反射回水面并融入水中。这个过程不断重复。随着时间的推移，越来越多的水分子变成水蒸气（由液态变为气态）。与此同时，一些撞击容器壁的分子会再次变成水（由水蒸气变为液态）。如果由液态变为气态的分子数量等于由气态变为液态的分子数量，则达到平衡。当达到平衡时，盛有气体的容器顶部被称为饱和状态。饱和区域的蒸汽压称为饱和蒸汽压。
水的形态变化，从液态变为气态，称为蒸发。而水蒸气变为液态，称为冷凝。需要注意的是，饱和蒸汽压仅取决于温度，与体积无关。如果水温升高，水分子的动能也会增加。
水分子的动能增加，因此水分子的运动速度也必然增加。这样，越来越多的高速运动的分子会转化为蒸汽（由液态变为气态）。由于容器的体积固定，蒸汽压仅取决于分子数 (N) 和运动速度 (v)。
分子转化为蒸汽的数量越多，分子的运动速度越快，蒸汽压也越高。因此，平衡状态会在更高的蒸汽压下达到。所以，饱和蒸汽压也更高。饱和蒸汽压只有在达到平衡状态时才存在。
蒸汽压取决于体积，但饱和蒸汽压与体积无关。如果容器的体积增大或减小，就会达到平衡。上面的图示只是为了帮助你理解大气中的饱和蒸汽压。区别在于，在之前的例子中，我们假设容器中不含水的部分没有水。因此，容器中不含水的部分只充满水蒸气。另一方面，地球表面始终充满空气。水蒸气分子与其他气体分子之间的碰撞只会延长这种平衡状态。然而，当转化为水蒸气的水分子数量等于转化为水的水蒸气分子数量时，最终会达到平衡。
