Một cây trưởng thành trong rừng có thể hút hàng trăm lít nước từ đất mỗi ngày qua bộ rễ, rồi thải phần lớn lượng nước đó ra không khí dưới dạng hơi nước qua những lỗ nhỏ li ti trên lá, gọi là quá trình thoát hơi nước. Với một khu rừng rộng lớn, hàng tỷ chiếc lá cùng thoát hơi nước tạo ra một lượng ẩm khổng lồ bốc lên khí quyển phía trên, đủ để góp phần hình thành mây và mưa ngay tại chỗ hoặc trôi dạt tới những vùng lân cận. Khi rừng bị chặt phá trên diện rộng, lượng hơi ẩm này sụt giảm nghiêm trọng, khiến không khí phía trên khu vực đó khô hơn và ít có điều kiện tạo mây mưa như trước.

Nguyên nhân cốt lõi nằm ở vai trò của rừng trong một vòng tuần hoàn nước gọi là "dòng sông trên không". Rừng nhiệt đới như Amazon tự tạo ra một phần đáng kể lượng mưa của chính nó: hơi nước từ rừng bốc lên tạo mây, mưa xuống lại được rừng hấp thụ rồi tiếp tục thoát hơi trở lại khí quyển, lặp đi lặp lại nhiều lần khi gió mang khối khí ẩm đó di chuyển sâu vào lục địa. Khi từng mảng rừng lớn bị chặt phá, chuỗi tuần hoàn này bị đứt gãy ở đúng điểm đó, khiến những vùng xa hơn theo hướng gió thổi, vốn phụ thuộc vào hơi ẩm tái chế từ rừng phía trước, cũng nhận được ít mưa hơn. Ngoài ra, đất trống sau khi mất rừng hấp thụ nhiệt mạnh hơn và giữ ẩm kém hơn, càng làm khí hậu khu vực khô nóng thêm.

Các nhà khoa học nghiên cứu rừng Amazon ước tính có tới hơn một nửa lượng mưa rơi xuống một số vùng sâu trong lục địa Nam Mỹ thực chất bắt nguồn từ hơi nước do chính khu rừng phía đông tạo ra, chứ không phải bốc hơi trực tiếp từ đại dương. Ở Việt Nam, các nhà nghiên cứu cũng ghi nhận những vùng từng bị phá rừng đầu nguồn nghiêm trọng ở Tây Nguyên và miền Trung có xu hướng mưa thất thường hơn, hạn hán về mùa khô nặng hơn so với những khu vực còn giữ được rừng che phủ tốt.

Nhiều người chỉ nghĩ rừng liên quan tới lũ lụt (giữ đất, chống xói mòn) mà không biết rừng còn ảnh hưởng trực tiếp tới lượng mưa thông qua thoát hơi nước, nên việc mất rừng không chỉ gây lũ mùa mưa mà còn có thể gây hạn hán mùa khô nặng hơn ở cùng khu vực và cả vùng lân cận. Cũng có người nghĩ mưa hoàn toàn đến từ hơi nước bốc lên từ biển nên rừng không liên quan gì, trong khi trên thực tế với những vùng lục địa sâu, cách xa biển hàng nghìn ki-lô-mét, phần lớn lượng mưa lại đến từ hơi nước được rừng "tái chế" nhiều lần trên đường gió thổi vào đất liền.