الهيدرولوجي هو فرع من علوم الأرض المتعلقة بتوزيع وحركة المياه على سطح الأرض وتحت سطح الأرض. علم الهيدرولوجي له أهمية كبيرة في تكنولوجيا البيئة لأسباب كثيرة. الحالات الهيدرولوجية المتباعدة (Extreme) مثل حالة الجفاف حيث لا تتوفر المياه المطلوبة وحالة الفيض حيث المياه بوفرة كثيرة في المكان الغير مناسب، وهما من الحالات المعروفة المسببة للمشاكل البيئية. ولكن الجفاف والفيض ليسا فقط الاعتبارات الهيدرولوجية الهامة. عموما، يجب تقدير وجود وكمية المياه وذلك للتخطيط والتصميم لنظم الإمدادات بالمياه والحماية من التلوث وطرق إدارة وحصد مياه الأمطار والسيول.

ــ توفر المياه واستخداماتها: الماء كما هو معروف أساسي لاستمرار الحياة، يعتمد الإنسان على المياه بالإضافة للشرب والاستخدام المنزلى، حيث تستخدم كميات كبيرة في المجالات الصناعية والزراعية، وتوليد الطاقة، المزارع السمكية، والنقل. استخدام المياه يعنى به سحب المياه من مصدرها والذي يمكن أن يكون نهر أو بحيرة أو بئر ونقل هذه المياه الى مكان معين. فمثلاً المياه المستخدمة في إغراض التبريد في محطة توليد الطاقة يمكن سحبها من مجرى مائى قريب، حيث تمر خلال محطة توليد الطاقة، ثم تصرف ثانيا في المجرى المائي بدون الفقد في كمياتها. يتم تبريد المياه قبل صرفها لمنع حدوث التلوث الحراري. ومن أمثلة الاستخدامات بدون سحب للمياه هي عمليات النقل والاستمتاع. لذلك فأنه يلزم التفرقة بين استخدامات المياه واستهلاك المياه، حيث المياه المستخدمة في الشرب أو التي تتحد مع احد المنتجات والتي لا يمكن إعادة استخدامها مباشرة هي المياه المستهلكة. المياه توجد بكميات وفيرة فوق سطح الأرض وتحت سطح الأرض ولكن اقل من 1% فقط من هذه المياه هو المتاح للاستخدام الاقتصادي للمتطلبات التي سبق ذكرها، ذلك لان معظم المياه هى اما مياه مالحة أو مياه متجمدة في الجبال الجليدية. كثيرا من المياه العذبة في الأنهار والبحيرات حدث بها تلوث كبير حيث غير مناسبة للاستخدام في إمدادات المياه للشرب والاستخدام المنزلي.

ــ توزيع المياه: بالإضافة إلى محدودية المياه فأنه توجد مشكلة أساسية أخرى في مجال إدارة الموارد المائية وهي أن المياه ليست موزعة جغرافيا بانتظام. في بعض المناطق توجد المياه الصالحة للاستخدام بوفرة نتيجة غزارة الأمطار والبرد والندى، حيث يكون المتاح للاستخدام من هذه المياه هو الثلث في المتوسط. والذي يذهب إلى الأنهار والبحيرات والخزانات الجوفية. ولكن تندر المياه حيث يقل هطول الأمطار. كمية سقوط الأمطار وتوفر المياه يمكن أن تختلف كثيرا حتى في المساحة الصغيرة. التوزيع الغير متجانس للمياه من مكان جغرافي معين إلى مكان آخر هو لحد مشاكل إدارة الموارد المائية. كذلك فإن حدوث وتوفر المياه يتغير من وقت الى آخر. في اي مكان معين قد تكون هناك فترات زمنية ذات مستوى منخفض من سقوط الأمطار أو حدوث حالة الجفاف، حيث تكون النتيجة ندرة حادة في المياه ذلك لاستخدام المتاح من المياه فى الخزانات أثناء هذه الفترات. وعلى الجانب الأخر فأن نفس المنطقة يمكن أن يزداد فيها سقوط الأمطار بغزارة، والذي ينتج عنه مشاكل فيضان خطيرة والتي قد يصاحبها فقد في الأرواح والممتلكات بالإضافة الى التلوث البيئي. ولذلك فأنه فى اى مكان معين أن يكون هناك مياه كثيرة جدا او قليلة جدا طبقا للظروف المناخية الطبيعية. المياه في حركة مستمرة أعلى وأسفل وفوق سطح الأرض حتى فيما يبدو أنها مياه راكدة كما فى البرك) فإن الماء يتبخر حيث يتحول البخار ويتحرك في الغلاف الجوى بسبب الطاقة المكتسبة من الشمس وطاقة الجاذبية فأنه يوجد دائما دوران مستمر للماء ولبخار الماء. هذه العملية الطبيعية تسمى الدورة الهيدرولوجية، تبدو بسيطة الا انه هناك الكثير نحوها أكثر ما تقع عليه العين. علماء الهيدرولوجي قاموا بدراسات معقدة في مجال الإحصاء والرياضيات الحالية بهدف اساسي وهو قياس وتحليل العلاقات التي تتحكم في شكل وكمية وتوزيع المياه عند تفهم هذه العلاقات فإنه يمكن تفهم التنبؤات المحتملة بما سيحدث من أمطار أو جفاف. تحدث الأمطار عند برودة بخار الماء الرطوبة الجوية وتكثيفها في شكل نقاط من الماء هذه الترسيبات من مياه الأمطار يمكن ان تسلك ثلاث طريق مختلفة بعد وصولا إلى الأرض. بعض منها يمكن ان يحتجز بالزراعات او بعض المنخفضات السطحية. بمعنى آخر فإنها تلتصق مؤقتا على أسطح الأوراق والحشائش أو تحتجز فى البرك، والبعض الآخر يتسرب إلى جوف الأرض من خلال سطح التربة. والجزء الأخير من الماء يمكن أن يتدفق فوق سطح الأرض. القياس والتوقعات للكميات النسبية من الماء. التي تتبع اى من هذه الطرق او المسارات يعتبر من المسائل الهامة في علم الهيدرولوجي. بعض المياه التي يتم اعتراضها تتبخر في الحال وبعضها تمتصه النباتات في عمليه تسمى النتج أو الارتشاح  Transpiration) ) عند استخدام المياه بواسطة النبات ومروره خلال الأوراق للحشائش والبنانات والاشجار وعودته الى الجو في صورة بخار العملية المشتركة للبخر والنتج تسمى (Evapo-transpiration) عموماً أكثر من نصف ترسيبات الأمطار التي تصل إلى الأرض تعود الى الجو ثانياً بهذه العملية قبل الوصول إلى البحار والمحيطات التدفق السطحي يحدث عندما يزداد معدل هطول المطر عن المعدلات المشتركة لكل من التسرب داخل التربة والعملية المشتركة للبخر والنتج . طبيعي فإن التدفق على سطح الأرض يجد طريقة إلى قنوات المجاري المائية، الأنهار البحيرات. وأخيرا إلى البحار والمحيطات، حيث تعتبر الأنهار والمحيطات هي نهاية المطاف لتدفقات المياه كما سبق توضيحه حيث يصل حوالي ثلث الأمطار السنوية إلى المجاري المائية والأنهار، ولكن هذا يختلف من منطقة إلى أخرى. المياه التي تتسرب سطح التربة تستمر في التسرب خلال التربة المشبعة وطبقات الصخر المسامي، مكونه خزانات ضخمة للمياه الجوفية. الخزان الجوفي ليس بحيرة تحت الأرض، حيث الماء يملا المسام الصغيرة أو الفراغات بين حبيبات التربة والشقوق في الصخور وهذا الذي يسمى الخزان الجوفي (Aquifer). المياه الجوفية يمكن بعد ذلك أن تتسرب إلى أعلى على سطح الأرض فى العيون أو في المجاري المائية تدفق المياه الجوفية نحو المجاري المائية يعرف بتدفق القاعدة (base flow). والذي يمكن أن يكون المصدر الوحيد لتدفق المصدر أثناء الجفاف .

طبیعی تجد المياه الجوفية طريقها نحو البحار والمحيطات إما مباشرة أو من خلال المجارى السطحية، البخر من أسطح البحار والمحيطات يزيد من بخار الماء في الجو بدرجة كبيرة حيث تحمل الرياح الهواء المحمل بالبخار فوق الأرض وتستمر الدورة الهيدرولوجية .