La déforestation a un impact sur le cycle de l'eau en libérant de la vapeur d'eau dans l'atmosphère. Sans les arbres et les autres végétaux nécessaires au maintien de l'intégrité du sol, les terres boisées peuvent rapidement devenir un désert aride qui manque de l'humidité nécessaire pour entretenir les lacs et les rivières locaux.
Le cycle de l'eau est un système complexe qui maintient l'eau de la Terre dans un état de circulation continue. Les arbres et les zones boisées jouent un rôle important dans le cycle de l'eau et peuvent être un facteur majeur dans la détermination du climat local et des précipitations et le maintien des conditions du sol qui déterminent le débit des cours d'eau et même les taux d'évaporation de la zone. La perte d'une zone boisée peut avoir un effet profond sur la façon dont le cycle de l'eau transfère l'eau entre le sol et l'atmosphère à l'échelle régionale ou même mondiale.
Les arbres jouent non seulement un rôle important dans le maintien de la qualité de l'eau, mais ils transmettent également l'humidité du sol à l'atmosphère par le biais d'un processus appelé transpiration. Les arbres sont également des réservoirs d'humidité, les arbres et la végétation de la forêt amazonienne retenant plus de la moitié de l'eau de l'écosystème local. La déforestation entraîne une érosion plus rapide des sols et peut entraîner des perturbations majeures du ruissellement nécessaires pour reconstituer les ruisseaux et les rivières locaux.