Hydrologia on veden jakautumisen, virtauksen ja vuorovaikutuksen tutkimus. Hydrologia sisältää näkökohtia useille tieteenaloille, mukaan lukien geologia, kemia, maaperätiede ja kasvifysiologia. Hydrologiassa käytettävät työkalut ovat yleensä peräisin myös näistä tieteistä. Lisäksi säämittausmenetelmillä on usein hydrologisia käyttötarkoituksia. Veden liikkeen mittaaminen antaa hydrologien arvioida ja suunnitella juomavaroja, sadon kasvua ja rannikon eroosiota. Teknologiset innovaatiot, kuten tietokoneet ja satelliitit, myötävaikuttavat edelleen veteen liittyvän tiedon tarkkaan keräämiseen.
Veden virtauksen aikana hydrologien on usein mitattava sen liike. Virtausmittarit mittaavat veden korkeuden milloin tahansa. Merkityksellisten johtopäätösten tekeminen on tarpeen ottaa näytteet näytteistä ajan mittaan. Virtausmittarit auttavat ennustamaan tulvia vesikuljetusten lisäksi. Poijut, joissa on paikalliset korkeudenmittauslaitteet, antavat hydrologien kerätä merkityksellistä tietoa veden korkeudesta ja virtauksesta. Tästä on hyötyä kalastusalueiden hallinnassa ja säiliöiden tason seurannassa.
Taivaalta putoava vesi voi kiinnostaa suuresti hydrologeja. Sadekerääjät antavat yksinkertaiset lukemat veden kertymistä. Säätutka voi auttaa arvioimaan, mihin alueisiin kuivuus tai tulvat saattavat vaikuttaa.
Kentällä ollessaan hydrologit voivat käyttää yleisempiä paikkatyökaluja kerätessään tietoja. Viivaimet voivat mitata veden korkeuden tai maaperän eroosiota suoraan. Maaperän tiheyttä arvioitaessa (kosteuden ja veden läsnäolon tai puuttumisen vaikutuksesta) asteikot auttavat määrittämään painoerot. Vähemmän tarkat, mutta alan tutkijoiden käytettävissä suoremmin, ovat heidän kätensä tehdä laajempia oletuksia maaperän kosteudesta.
Satelliitit ovat viimeaikainen teknologinen kehitys, jota käytetään nyt tietojen keräämiseen hydrologista analyysiä varten. Infrapunakameroilla varustetut satelliitit voivat mitata veden lämpötilaa auttamaan veden lähteen määrittämisessä mahdollisten tulevien säämallien lisäksi. Mikroaaltoja käyttävät satelliitit voivat kerätä tietoa maanpinnan korkeuden muutoksista. Hydrologit voivat sitten vähentää maaperän kosteuspitoisuutta koskevia tietoja, mikä auttaa ennustamaan kuivuusmalleja ja siten auttamaan sadon kasvua.