Les caractéristiques hydrologiques sont des composantes du cycle de l'eau observées sur le paysage et dans le sous-sol. Elles comprennent les zones de précipitations, le manteau neigeux, les glaciers, les rivières, les lacs, les zones humides, les aquifères, les zones de recharge et de décharge, ainsi que les aménagements anthropiques tels que les réservoirs et les dérivations. Contrairement à l'hydrographie statique, l'hydrologie met l'accent sur les processus et les flux au fil du temps. Dans les SIG, les caractéristiques hydrologiques sont liées aux bassins versants, aux bassins hydrographiques et aux systèmes aquifères avec des attributs qui décrivent le stockage, les débits et le comportement temporel. Les téléconnexions comme El Niño modifient le calendrier des précipitations et de la fonte des neiges. L'annotation des caractéristiques avec les régimes et la variabilité climatiques aide les gestionnaires à anticiper les effets en cascade. Les cadres d'assimilation de données peuvent fusionner les mesures des stations avec la télédétection pour maintenir les cartes à jour en quasi-temps réel. Les interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines, en particulier dans les terrains karstiques et les vallées alluviales, méritent une représentation explicite. Classer correctement les cours d'eau intermittents et éphémères influence les protections juridiques et les évaluations écologiques. Des calendriers saisonniers et des hydrogrammes clairs pour chaque bassin aident les utilisateurs à interpréter quand et où les caractéristiques apparaissent ou s'assèchent.