碳水耦合（carbon-water coupling），理学-生态学-生态系统生态学-生态系统物质循环-碳循环-碳水耦合，陆地生态系统碳循环与水循环彼此关联的生态学过程。水是陆地生态系统生产力的主要限制因子之一。植物的光合作用（固碳）离不开水。通过光合作用和蒸腾作用，植物把大气中的碳固定到生态系统，同时驱动水分从土壤经过植物进入大气。生态系统的呼吸过程也依赖于环境的水分条件。作为陆地表层系统物质循环和能量流动的核心，陆地生态系统的碳循环、水循环是土壤圈-生物圈-大气圈相互作用的纽带，也是地球系统中最基本的两个互相耦合的生态学过程。陆地生态系统碳水耦合过程共包括土壤-植被节点、植被-大气节点（气孔节点）、土壤-大气节点和生化节点四个碳水耦合节点。碳-水间的生化反应、气孔对光合-蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳循环和水循环的同向驱动机制，分别是陆地生态系统碳水耦合的生物化学、生物物理学和生态学的基础，共同构成了碳水耦合的基本作用机制。