Примерно за 300 лет на суше возникла огромная сеть наблюдений за водными объектами и составляющими круговорота воды. В этой сети функционирует более 150000 измерителей осадков, 60000 станций, измеряющих расход воды на реках, 10000 станций, измеряющих испарение. На тысячах станций измеряются уровень воды, перенос наносов, качество воды, ледовые явления. На других тысячах станций ведется наблюдение за подземными водами, колебаниями зеркала воды в водоносных пластах, химическим составом подземных вод, дебитом скважин. На берегах морей ведутся наблюдения за изменениями его уровня, а сотни судов проводят комплексы разнообразных наблюдений в открытом океане за волнением, течениями, соленостью и температурой воды, донными отложениями. Работа всех этих станций и кораблей тесно связана с сетью метеорологических наблюдений, которая дает большую дополнительную информацию.

Если у древних гидрологов и гидротехников были только некоторые практические знания и интуиция, то сейчас гидрологическая наука и практика опираются на обширную наблюдательную сеть на суше и на море, флотилию исследовательских судов, сеть метеорологических станций, глубоко разработанную теорию круговорота воды и модели режима и динамики воды в разнообразных водных объектах. В сеть наблюдений включаются системы, основанные на новейшей технологии: электронике, компьютерной технике, телекоммуникациях. Примером могут служить искусственные спутники Земли. Они используются в двух направлениях. В одном случае установленные на них разнообразные приборы могут собирать обширную информацию: определять увлажненную и сухую поверхность, тип растительного покрова и фазы его вегетации, распространение снежного покрова, зоны затопления, сильного волнения, места зарождения и траектории движения тропических ураганов, температуру поверхности океана, озера, реки и многое другое. При этом информация получается сразу для обширной территории, для самых удаленных и малоисследованных уголков нашей планеты. В другом случае спутники могут быть использованы как устройства для "опрашивания" наземной автоматической сети станций наблюдений, накопления и передачи этой информации в центры ее обработки, хранения и выдачи.

Огромный объем гидрологической информации используется в первую очередь для разработки прогнозов и предупреждений об опасных стихийных явлениях на водных объектах суши и на море: наводнениях, засухах, заторах льда, селях, ледовых условиях на морях, волнениях, цунами, тропических ураганах, подтоплениях, сходах лавин, подвижках ледников, путях движения айсбергов и т. п. Прогнозы даются не только с целью предотвращения ущерба и несчастных случаев. Прогнозы явлений и состояний в гидросфере используются для планирования экономических задач. Другое поле использования данных сети наблюдений - это оценка водных ресурсов для разнообразных территориальных единиц - от водных объектов и речных бассейнов до государств и континентов. Наконец, данные наблюдений широко используются для расчетов при проектировании и строительстве хозяйственных объектов, так как практически ни один объект не может обходиться без потребления в том или ином объеме воды. Особенно важны эти данные для объектов, которые прямо связаны с элементами гидросферы водозаборов, мостов, дамб, плотин, водосборных сооружений, портовых сооружений, гидроэлектростанций, приливных и всех других электростанций, так как они являются крупнейшими потребителями воды для охлаждения шахт, трубопроводов и т. д.