Hydrologi er vitenskapen om vannets forekomst, kretsløp og fordeling på landjorden. Hydrologien omfatter også vannets fysiske og kjemiske egenskaper, og hvordan det forandrer seg i forhold til omgivelser og menneskelig aktivitet. Hydrologien omhandler nedbør, fordampning, avrenning i vassdragene, og vannet i undergrunnen (hydrogeologi). Snø og is er viktige hydrologiske fenomener i Norge (se for øvrig glasiologi).
Vannets kretsløp er ikke bare knyttet til landjorden, men også til atmosfæren og havene (jevnfør meteorologi og oseanografi). Hydrologien gir kunnskaper som trengs for all utnyttelse av ferskvann til vannforsyning, energiproduksjon, jordbruksvanning og industriformål, og for bruk av vassdragene blant annet for transport og som resipienter for forurenset vann. Hydrologien gir dessuten grunnlag for prognoser og varsler av flom.
Norsk hydrologiråd er en viktig aktør for samordning og informasjon om hydrologi og hydrologisk forskning. Internasjonal samordning av hydrologisk datainnsamling og prognosearbeid skjer i Verdens meteorologiorganisasjon, WMO. I Norge er Norges vassdrags- og energidirektorat ansvarlig for innsamling og analyse av hydrologiske data. Innen hydrogeologien er også Norges geologiske undersøkelse aktiv.