El agua superficial o de superficie representa la parte del ciclo del agua en que el agua en estado líquido fluye sobre la superficie terrestre.
La infiltración se define como el movimiento descendente del agua que atraviesa la superficie y penetra el perfil del suelo.
La tasa de infiltración se ve afectada directamente por las características físicas, la cobertura, el contenido de humedad y la temperatura del suelo, así como por el tipo de precipitación y la intensidad de la lluvia.
Cuando la tasa de precipitación excede la capacidad de infiltración, se produce escorrentía superficial.
El suelo se compone de partículas minerales, materia orgánica y espacio poroso, que es el espacio vacío entre las partículas del suelo.
La medida en que los espacios porosos están llenos de agua determina las condiciones de humedad del suelo.
El grado de infiltración posible se ve limitado por la cantidad de espacio vacío disponible en el suelo. Es muy importante conocer las condiciones de humedad del suelo a la hora de tratar de modelar la escorrentía de una tormenta.
La escorrentía es aquella porción de la lluvia que no llega a infiltrarse en el suelo.
A medida que el suelo se satura, la capacidad de infiltración se reduce. Si pudiéramos comparar dos tormentas idénticas, la cantidad de escorrentía directa (que a veces se denomina «escorrentía de tormenta») variaría según las condiciones de humedad del suelo.
El hidrograma es una gráfica del caudal de un río. La forma del hidrograma depende de las características de la tormenta y de la cuenca hidrológica.
Algunos elementos de la escorrentía son el flujo terrestre, el interflujo, el caudal base y el caudal.