水是棉花植株体内含量最多的组成成分，水分占鲜重的3/4以上。水在棉花生长的作用主要表现在：水在棉株内是很重要的溶剂，营养物质的吸收、运转、合成和分解等一切代谢活动都要以水为介质；水又是光合作用制造有机物的原料，缺水光合作用无法进行；水可以维持细胞的紧张度，保持棉株固定的形态；水的比热、汽化热都较大，导热性好，有利于棉株体温的保持。
播种至出苗，棉籽发芽出苗本身所消耗的水分虽然不多，但由于此期间，种子距地面近，幼根入土浅，且借助土壤水分范围小，因此足够的口墒对保证棉花出苗齐全有着重要意义。试验资料表明，播种时以0-20厘米土层内土壤水占田间持水量70%-80%较为合适，低于70%时则表层土壤水分不足，种子吸水困难，发芽缓慢，即使发芽，也因以后水分供给不上而不能正常出苗。土壤含水量超过85%时，由于水分过多，地温低，且空气不足，棉籽发芽出苗慢，而且容易染病霉烂。临播种时，如发现棉田口墒不足，要及时人工造墒或实行抗旱播种，这是棉花种植的第一次关键水。
出苗至现蕾，气温还不很高，且棉苗小，叶面蒸腾和土壤蒸发的强度都较低。此期的耗水主要通过地面蒸发，此阶段耗水占全生育期总耗水量的15%左右，土壤水分以0-40厘米土层内含水占田间持水量的55%-70%为合适，土壤水分过多或过少，直接影响根系的生长，从而影响棉苗的壮弱和现蕾的早晚。河北棉区足墒播种单作棉田，现蕾前土壤含水量可以满足棉苗的生长发育需求，不必浇水。
现蕾至开花时期，棉株生长加快，加之气温逐渐升高，土壤水分蒸发量也随之加大，对水分的需求比苗期有所增加，此阶段耗水量占总耗水量的12%-20%。棉花蕾期适宜的土壤含水量：0-60厘米土层内保持在田间持水量的60%-70%为宜，这时如受旱缺水，不仅营养体生长慢，现蕾少，而且对产量影响很大。河北棉区一般此时底墒水已耗尽，降雨不能满足耗水需求，需于盛蕾期进行灌溉补水，这是棉花种植的第二次关键水。但灌水时应参照形态指标，不能过早，否则水肥过多，营养生长过快，生殖生长受到抑制，并易造成棉田过早封行郁闭。
开花至吐絮期，时间长、温度高，棉花营养生长和生殖生长都很旺盛，根深叶茂，蕾铃并增，对水分的需求最大，也是棉花对水分需求的临界期。此阶段耗水量占总耗水量的45%-65%，一般0-80厘米土层内土壤水分平均为田间持水量的70%-80%，不得低于55%。河北棉区此期进入雨季，一般年份降雨量可满足棉株生长发育需求，但特殊干旱年份若15天内无透雨出现，应及时浇小水，切不可浇大水，以免浇水后遇雨，引起徒长、郁闭、黄萎病、烂铃等发生。
吐絮期，虽然棉株已大，但由于气温逐渐降低，叶面蒸腾强度减弱，对水分的要求也逐渐减少。此阶段耗水量占总耗水量的10%-20%，土壤水分保持在田间持水量的55%-70%较为适宜。吐絮初期土壤缺水，仍应坚持灌水，防止叶片过早枯黄，以增加铃重和衣分。