蒸發過程可以用分子運動論來解釋。水分子和氣體分子一樣，也會運動。不同之處在於，水分子不會分散，因為分子間的吸引力足以將它們結合在一起。相反，氣體分子間的吸引力很弱，所以氣體分子無法融合。水分子在運動時具有速度。有些水分子速度很快，有些則很慢。水分子速度的分佈類似麥克斯韋分佈。
當水分子運動速度夠大，以至於分子間的引力不足以將它們束縛在一起時，就會發生蒸發。這類似於火箭進入太空，火箭的速度足夠大，以至於地球的引力無法將其束縛在地球上。要注意的是，只有速度極高的分子才能擺脫分子間的引力。速度較慢的分子則像水一樣保持聚集狀態。
水分子具有質量和速度，因此具有動能（EK = 1/2 mv²）。高速運動的水分子比低速運動的水分子有更高的動能。由此可見，能夠克服分子間吸引力的水分子（即蒸發成水蒸氣的水分子）具有相當大的動能。通常，水分子的動能會隨水溫升高而增加。當水溫夠高時，水分子的動能會進一步增加，導致更多的水蒸發成水蒸氣。這與研究結果一致，即高溫下蒸發速率通常更高。
當我們在陽光下晾曬濕衣服時，濕衣服會吸收太陽散發的熱量。太陽能量的增加會使衣物中水分子的動能增加。由於動能的增加，水分子運動速度加快（水分子運動速率增加）。當速度或動能達到某一值時，水分子就能克服分子間的吸引力，變成水蒸氣。需要注意的是，濕衣服的乾燥不僅受陽光熱量的影響。周圍溫暖的空氣也會透過傳導使濕衣服變乾（熱量從空氣傳遞到濕衣服）。
在炎熱的白天，地面溫度升高。地面加熱其上方的空氣（在這種情況下，熱傳遞是透過傳導實現的）。熱空氣膨脹（密度降低）並向上移動。當濕衣服經過時，水分子會撞擊衣服內部的水分子。水分子運動速度加快，動能增加。快速運動的水分子會撞擊其他水分子。由於不斷受到空氣分子的撞擊，水分子運動速度進一步加快（動能增加）。一旦速度或動能達到一定值，高速運動的水分子就能擺脫分子間的吸引力，變成水蒸氣。水分子的動能與溫度有密切關係。水分子的動能越大，水溫也越高。反之亦然，水溫越高，水分子的動能也越大。動能也與速度有關。分子的動能越高，其運動速度也越快。反之，分子的運動速度越快，分子的動能越高。
那麼熱水呢？熱水溫度很高。由於水溫高，水分子具有相當高的平均動能。正因為水分子有相當的平均動能，許多水分子速度很快。速度快的水分子能夠克服分子間的吸引力，並蒸發成水蒸氣。而速度慢的水分子（動能小的水分子）則不會蒸發成水蒸氣。因此，當高速水分子蒸發成水蒸氣時，水分子的平均動能就會降低。平均動能越小，水溫越低。基於以上簡要描述，我們可以得出結論：蒸發是一個冷卻過程。
蒸發散熱的過程在日常生活中隨處可見。當空氣溫度較高時，人體會吸收大量熱量。為了保持體溫恆定，人體通常會透過流汗來散熱。由於汗水會從陽光和周圍空氣中吸收額外的熱量，因此汗液分子的動能會增加。隨著汗液分子動能的增加，汗液分子的移動速度也會加快。汗液分子會變成水蒸氣。當汗水蒸發時，人體就會感到涼爽。
通常情況下，洗完澡後，我們的身體會感到涼爽。這是因為附著在皮膚表面的水分會蒸發。
前面描述的蒸發過程每天都在發生。海水、湖水、河水也會蒸發。
蒸汽壓力
這裡所說的蒸氣指的是水蒸氣。觀察圖示。一個裝滿水的密閉容器（假設容器內的水已被抽空）。根據分子運動理論，水分子始終處於運動狀態。運動時，水分子具有運動速度和動能。具有足夠速度和動能的水分子能夠克服分子間的吸引力，進而轉化為蒸氣。
容器中的水分子也會發生同樣的過程。隨著時間的推移，越來越多的水分子變成水蒸氣。由於容器是封閉的，變成水蒸氣的水分子無法逸散到大氣中（它們被困在容器內）。變成水蒸氣的水分子數量相當多，因此分子之間可能會發生碰撞，撞擊容器壁。
一些撞擊容器壁的分子會被反射回水面並融入水中。這個過程不斷重複。隨著時間的推移，越來越多的水分子變成水蒸氣（由液態變成氣態）。同時，一些撞擊容器壁的分子會再次變成水（由水蒸氣變成液態）。如果由液態變成氣態的分子數量等於由氣態變成液態的分子數量，則達到平衡。當達到平衡時，盛有氣體的容器頂部稱為飽和狀態。飽和區域的蒸汽壓稱為飽和蒸汽壓。
水的形態變化，從液態變成氣態，稱為蒸發。而水蒸氣變成液態，稱為冷凝。需要注意的是，飽和蒸氣壓僅取決於溫度，與體積無關。如果水溫升高，水分子的動能也會增加。
水分子的動能增加，因此水分子的運動速度也必然增加。這樣，越來越多的高速運動的分子會轉化為蒸氣（由液態變成氣態）。由於容器的體積固定，蒸氣壓僅取決於分子數 (N) 和運動速度 (v)。
分子轉化為蒸氣的數量越多，分子的移動速度越快，蒸氣壓也越高。因此，平衡狀態會在更高的蒸氣壓下達到。所以，飽和蒸汽壓也更高。飽和蒸汽壓只有在達到平衡狀態時才存在。
蒸汽壓取決於體積，但飽和蒸汽壓與體積無關。如果容器的體積增加或減少，就會達到平衡。上面的圖示只是為了幫助你理解大氣中的飽和蒸氣壓力。差別在於，在先前的例子中，我們假設容器中不含水的部分沒有水。因此，容器中不含水的部分只充滿水蒸氣。另一方面，地球表面始終充滿空氣。水蒸氣分子與其他氣體分子之間的碰撞只會延長這種平衡狀態。然而，當轉化為水蒸氣的水分子數量等於轉化為水的水蒸氣分子數量時，最終會達到平衡。
