水分经由土壤到达植物根系，通过根茎到达植物叶片，再由叶片气孔扩散到空气中，最后参与大气的湍流交换，形成一个物理上的、统一的动态循环系统。在这个系统中，物流从位能高处向位能低处运行；同时，“水势”这个概念不论在土壤中还是在植物或大气中，都同等有效地普遍适用。各种不同的物流过程，象铁链中的各链环那样，相互关连地进行。菲利普（J.R.Philip，1966）给这统一系统起名为“SPAC”（土壤－植物－大气连续体统）。近几十年来，随着土壤物理学、植物生理学、气象学的发展和实际的需要，人们一直在通过各种途径致力于对这个动态循环系统的研究，特别是对土壤与水、植物与水，以及土壤、植物与水之间关系的研究，并已取得较大的进展。
由于植物的蒸腾作用，它从土壤中吸取远远超过其代谢所需的水量。在干旱的气候条件下，植物为了产生一公斤的植物质，往往要消耗好几百公斤的水。这就是说，植物不可避免地要向大气中无止境的输送它从土壤中吸取的大部分水分。这并不是植物本身生长过程所必需的。事实上，植物完全可以在需要极少蒸腾的饱和或接近饱和的大气中茂盛地生长。蒸腾是由于叶部和大气之间的水汽压梯度所致成的，而不是植物生长所致。换句话说，这是大气的蒸发要求向植物索取的。
要使植物正常生长，必须在水分的收支方面达到平衡，使水分供应与植物对水分的需求达到一致。问题在于大气的蒸发几乎是连续不断的，而天然降水却是间断地而且是不规则地发生的。要渡过天然降水间隔期内的干旱时段，实施人工灌水非常必要。
喷灌是模仿天然降水的方式，把天然降水所不能满足的需水量提供给植物而对土壤进行的控制性供水。规划设计喷灌系统时，技术人员所关注的问题主要有土壤的持水能力，特别是植物根系层的持水能力、土壤的水分入渗率、拟种植物的根系状况，以及植物需水量等。此外，在特定土壤上针对特定植物的喷灌系统建成之后，为了根据不同情况对喷灌系统进行管理，掌握土壤—植物—水的关系知识也十分必要。