A hidrologia ocupa se do estudo da circulação da água e a sua constituição através do ciclo hidrológico. Lida com precipitação, evaporação, infiltração, escoamento subterrâneo, escoamento superficial e o transporte de substâncias dissolvidas e suspensas em água. Como ciência da terra, a hidrologia está relacionada com outras ciências naturais. Entender a precipitação e evaporação requer conhecimento, de climatologia e meteorologia, semelhante ao que acontece com a infiltração requer o conhecimento da ciência do solo, fluxo subterrâneo requer o conhecimento da geologia, escoamento superficial requer a geomorfologia, vazão da mecânica de fluidos. Além do transporte da água, entender o transporte de constituintes através da água requer conhecimento adicional, desenhado principalmente para Química e Física, para ter em conta a queda de precipitação, dissolução e dispersão e reacções químicas de alteram a constituição da água durante o fluxo. O critério de qualquer ciência é a habilidade de prever o comportamento do fenómeno e depois verificar a predição através da observação. Em hidrologia a verificação é complicada porque os fenómenos são conduzidos pela precipitação que é um processo aleatório e incerto, e devido a extensão espacial e a variabilidade do fenómeno, é difícil de fazer uma previsão exacta e medição em todos os pontos. Assim a estatística pode ser empregado para seleccionar os números críticos dá grande quantidade de dados hidrológicos observados e testar as hipóteses que são examinadas. Muitos extremos hidrológicos são imprevisíveis, sendo assim a única forma de avaliar o tamanho potencial, é através de montagem e análise de dados históricos. A Hidrologia é assim uma ciência de observação. A extensão da incerteza inerente a fenómenos hidrológicos, faz com algumas pessoas perguntem se será possível entender completamente a Hidrologia. A recompensa da investigação na área de hidrologia é a descoberta gradual dos processos da natureza pela extensão de observação e teoria.