河流水位与流量之间并非永远一一对应，降雨强度超过入渗能力时可能产生地表径流，入渗能力受土壤结构含水量与地表条件影响

水循环连接蒸发降水径流与地下水过程。太阳能与重力共同驱动地球水循环。蒸散包括地表蒸发与植物蒸腾等部分。降水落地后可以入渗蓄存或形成径流。入渗能力受土壤结构含水量与地表条件影响。降雨强度超过入渗能力时可能产生地表径流。土壤充分饱和也可能使降水转为径流。流域是汇集径流到共同出口的地理区域。

湖泊盐度取决于水盐收支而不只取决于大小。分层湖泊在不同深度具有不同温度和密度。湖水翻转有助于在垂向交换氧和营养物。地下水储存在岩土孔隙裂隙与溶洞中。含水层具有一定储水和输导地下水能力。隔水层通常具有很低的透水能力。潜水面是自由地下水的上部水位界面。承压水受到上覆低渗透层等条件限制。

地下水污染往往迁移缓慢且修复困难。污染羽描述地下污染物浓度分布的延伸区域。吸附和化学反应会改变污染物迁移速度。岩溶地下水可以沿通道较快速流动。冰雪融水对部分流域季节径流十分重要。积雪具有暂时储存冬季降水的作用。融雪洪水受到升温速度和降雨共同影响。水资源总量与可持续利用量并不相同。

流量表示单位时间通过河流截面的水体积。河流水位与流量之间并非永远一一对应。洪水过程线显示流量随时间的变化。洪峰大小受到降雨与流域下垫面共同影响。城市硬化地表通常使雨水更快汇入河道。湿地可以在一定条件下蓄滞洪水与沉积物。湖泊水量由输入输出与储量变化共同决定。内流湖没有通向外海的常年地表出口。