物体由于性质和所处环境不同，对电磁波反射或辐射特性也不同，收集和分析这些电磁波信息，便能识别目标物。处于不同状态和环境的水体反射和辐射电磁波的特性不同，这是水文遥感的基本根据。在可见光与近红外波段，主要根据水体和周围环境对太阳光不同波长反射强度的差异，对被研究的水体进行某一波段或多波段摄影，将获得的数据以影象形式记录下来进行判读分析。这种方法具有较高的几何精度和分辨率，可用来研究水体形态和分布,进行流域水系勘测和制图,通过不同时期相片的比较，可以研究水体变化和水系变迁。在中、远红外波段，主要根据水体和周围环境的辐射强度，利用红外扫描仪或红外辐射计等探测仪器获得被研究水体的热图象。利用这种方法不仅在白天而且在夜间也能进行探测，可用于研究水体分布及热状况，探测土壤水和地下水状态，也可用于水体污染监测等。在微波波段，主要根据水体在不同状态下表面微波发射率不同的特点，利用微波辐射计和雷达等获得水体及某些水文要素的信息。可以用来探测土壤水分、水土流失和河流管理。其中雷达测雨是利用雨滴对雷达发出的电磁波散射效应来测定降水的强度、发展、位置和移动。在水文学中遥感技术的研究内容主要有：①水体和周围环境辐射波谱特性的研究；②遥感数据处理和分析判读技术的研究；③在水文学和水资源研究中遥感数据应用的研究。