人类生存的基本环境空间由气圈、水圈和地圈构成，其中气和水只是水分的不同存在形式，均属于水文学的研究范畴。工程水文学为人类了解自然规律、科学安排国民经济活动提供依据。因此，它的应用范围很广，如拦河筑坝的水能源利用工程，水资源工程，跨河或穿河桥梁等公路与铁路交通工程，城市与工矿给排水工程，水、油、气等能源的管道输送工程，邻河工程，河流资源的保护与可持续利用，等等。工程水文学应用于工程建设的各个阶段。

工程规划设计阶段，根据工程设计标准，需要通过水文分析与计算，预测工程运用期河流或流域的来水量及其变化，以便确定工程的设计规模。若区域水量预计过大，则工程规模偏大，导致工程投资过大。反之，则工程规模偏小，致使建筑物达不到预期设计标准，运用标准降低。在这一阶段，工程对环境的影响评估、水土保持方案编制等也需要水文学知识。

工程施工阶段需要预报或估算施工期的设计洪水，以便确定围堰、导流建筑物的规模，同时水文预报还为科学安排施工进度所用。例如，河流环境下的桥墩基础施工常用围堰、导流堤。

工程运行管理期间需要进行实时水文预报，提高工程运用效益，水文洪水预报更是汛期防汛、应急抢险、防灾减灾、保证工程建筑物安全等所必不可少的重要信息。跨河公路及铁路桥梁等工务管理，每年都需要根据水文预报和线路、大桥设备情况在汛前进行防汛准备，尽早采取预防措施，避免交通线路发生洪水灾害。