人們對陸地表面各種水體水文特點的研究，產生了陸地水文學。中國古代的陸地水文學，以河流水文學為主，有一系列的水系著作；有測量水位的水尺、水則碑和洪水、枯水題刻；有關於湖、沼數量和湖、沼功能的記述；有大運河的開鑿；有江、河源的探尋等。

中國商代甲骨文中即有河川的記載，西周至春秋的《詩經》，已記載全國大小河流二十多條。《山海經》不僅記載河流名稱247條，而且記載了它們的流向、水量的季節變化、支流、歸宿和地理分佈。北魏酈道元為《水經》作注，寫成《水經注》40卷，記載河流1,252條。清代出現了一批水系著作，如《今水經》、《水道提綱》、《西域水道記》、《關中水道記》、《雲南水道考》、《江西水道考》等。其中以齊召南的《水道提綱》最有系統，記載河流5,980條，從數量到內容都超過歷史上所有的水系著作。

水位是河流由水面高出基面以上的高度，測量水位的尺規就是水尺。戰國時，李冰修都江堰，用石人作水尺。《荀子‧正論》、《呂氏春秋‧察今》中有測量水位及其裝置的記錄，書中講的「測深」和「表水」，即是測水位。宋代都江堰寶瓶口石壁上已設有正規水則，有了正式的「水則」名稱。

洪水、枯水題刻是古人觀測長江及其支流特殊水位的另一種形式和方法，它在江河岸邊或江中的岩石上題刻標記，記錄河流多年一遇或罕遇的洪水和枯水水位。最早的枯水題刻是東漢光武時（公元25—27年），最早的洪水題刻是宋紹興二十三年（1153年）。同一洪水往往有多處題刻，枯水題刻也很多，其中以四川涪陵白鶴梁枯水題刻群（今屬重慶市）最著名。它位於長江南岸沙岩上，刻上魚圖作為水尺。

湖、沼是地球上重要的自然資源，對調節氣候、保護生態系統等具有重要意義。先秦不少著作都記載了湖、沼，如《詩經》、《山海經》、《禹貢》等。北魏《水經注》記載湖、沼500個，不僅記載面積大小，而且記載湖、沼與河流彼此調濟水量的關係，它們的灌溉功能、資源等。是北魏以前湖、沼知識的一次總結。宋代提出保護湖泊的政策，打擊圍湖造田，要求退田還湖，以利蓄水，使湖、沼在蓄洪防旱上發揮效益。

古人很早就對黃河源頭非常關注。戰國時，已知河源在今青海省境內的積石山。唐代侯君集、李道宗和劉元鼎都曾順路觀覽河源，指出河源的具體位置是星宿川、柏海及其上游的卡日曲。清朝也派人去探尋河源，認為黃河正源是卡日曲。這與現在講的黃河正源為卡日曲完全一致。