通過野外勘測、試驗和查考等方式收集水文資料存貯檢索等資料的工作。是無資料地區或短缺資料地區取得有關水文資料的一種重要手段，能補充水文站網定位觀測的不足。
水文調查的內容有暴雨、洪水調查，枯水調查，流域、水系調查，洪泛區調查，水資源調查，水量調查和為某一專門目的服務的各種調查。
暴雨、洪水調查 目的是查明歷史上或近期(包括當年)發生的大大暴雨洪水情況，取得必要的調查資料以滿足水利水電工程設計和各種規劃的需要。暴雨調查內容包括歷史、近期或當年洪水的相應暴雨，即暴雨的中心位置，一次降雨總量、歷時、大致過程及其分佈范圍，並盡可能查考有關天氣資料從而分析暴雨的成因。這些調查資料是設計暴雨計算的重要依據。洪水調查指包括考察洪水痕跡和收集有關資料，推算一次洪水的總量、洪峰流量、洪水大致過程以及重現期的全部技術工作。洪水調查分歷史洪水調查和近期或當年特大洪水調查。
枯水調查 目的是查明歷史上出現的最低水位和最小流量，一定重現期的枯水流量，持續時間，發生次數，是否斷流和旱災情況等。20世紀50年代末，長江流域進行瞭枯水調查，在四川涪陵縣的長江河段的江心巖石即白鶴梁上，發現自唐廣德二年（公元764年）以來的歷年枯水位石刻題記163條。經測量考證，把長江上遊的枯水位資料系列延至距今1220年以前，這是十分寶貴的資料。
其他調查 流域、水系調查的主要內容包括地形、土壤、植被和水系等自然地理條件；水位、流量、含沙量和水質等水文條件；水利設施、土地利用、工農業用水、通航和社會經濟等人類活動。洪泛區調查是查明不同重現期洪水的淹沒范圍、水深及其容量，要測定沿河廠礦、居民點、道路和田塊等的位置和高程，在平面圖上標出洪水能淹沒的范圍，為防洪調度和防護、轉移工程措施的運用提供參考依據。水資源調查主要是查明水量和水質的時間變化和地區分佈，為水資源評價提供依據。調查范圍大小視需要而定。水量調查是查明水文站定位觀測受蓄水、引水、排水和分洪等人類活動影響的水量，為水文資料的還原計算、水文規律的分析提供依據。這種調查一般是在測站以上的流域內和河段上進行的。此外，還有為抗旱需要而進行的水源調查；為查明水體污染的水質調查；水網地區一定區域內進出水量和河網水量調查；灌溉用水調查；凌汛調查和河源調查等。
調查方式 水文調查通常采用野外查勘、測量、試驗、實地訪問和向有關部門搜集各種資料等方式。在無水文站網地區進行河川水文調查時，要進行必要的流量、水質測定和下滲試驗；在進行洪水調查時；除進行洪水痕跡、發生日期的現場調查訪問外，要進行洪痕高程、河道縱橫斷面的測量，收集、考證歷史文獻的有關記載等。60年代以來，水文調查引進瞭新技術。遙感技術，尤其是多波段攝影、微波掃描及紅外技術，已應用於流域自然地理和各種水體及其污染的研究（見水文遙感技術）。核技術在測量土壤水、積雪、研究地面水、地下水和泥沙運動等方面也獲得瞭一定的進展（見水文核技術）。