定量模拟水文过程的数学方程、逻辑规则和计算流程等有结构的集合。按照对模拟水文变量给出时间和空间上的确定值或是发生的概率，可分为确定性模型和不确定性模型（或称随机模型）。确定性模型中，完全按照物理定律描述过程的称物理模型；具有一定物理概念，部分借助经验关系的，称概念性模型；只对输入、输出变量进行数学转换的，称黑箱子模型。由于计算机的普遍应用，水文模型已成为模拟、预测和研究的有力工具，并随水文科学的发展在应用中日臻完善。