À relação entre as entradas e saídas de água em uma bacia hidrográfica, dá-se o nome de balanço hídrico. A principal entrada de água de uma bacia hidrográfica é a precipitação, enquanto a evapotranspiração e o escoamento, constituem-se as formas de saída. De forma geral, o balanço hídrico de uma bacia exige que seja satisfeita a equação:

(Obs: Em todas as fórmulas, o significado dos termos é o seguinte: !$ ΔV !$ é a variação do volume de água armazenado na bacia (!$ m^3 !$); !$ Δt !$ é o intervalo de tempo considerado !$ (s) !$; P é a precipitação (!$ m^3.s^{-1} !$); E é a evapotranspiração (!$ m^3.s^{-1} !$); e Q é o escoamento (!$ m3.s-1 !$).)