研究森林植被对水文现象和环境（包括土壤侵蚀、水质和小气候等）质量影响的学科。它是和水文学相结合的一门新兴的边缘学科，是研究的重要组成部分，也是陆地水文学的一个领域。森林水文学研究的对象是森林地区水的发生、现象、运动、循环和分布，它的物理和化学性质，人为活动对水的影响，以及水与物理环境和生态环境之间的关系。

研究森林与水的关系，从19世纪到20世纪初期，多侧重于单项水文要素的测定和研究。1860年后德国在巴伐利亚（Bavaria）建立了第一个森林气象站，观测森林中降水量、林地土壤蒸发及枯枝落叶层对土表蒸发的影响。1879年奥地利开展了森林截留降水和蒸发蒸腾的观测研究。此后，在工业发达、人口稠密的国家，随着需水量的增加，对森林调节水分、涵养水源的作用开始引起重视，陆续开始了关于森林覆盖对河川流量影响的研究。1899年瑞士在埃门托尔（Emmental）山地对两个不同森林覆盖率的集水区河溪流量进行了小流域比较研究。1937年起，苏联在不同气候带对各种林型的水文作用进行了长期观测，并结合森林经营进行了研究。森林水文学作为一门学科，最早是由美国的基特里奇（J.Kittredge）于1948年提出。50年代以来，一些林业院校已开始设置“森林影响”、“森林水文”或“流域管理”方面的课程，培养了森林水文学的专门人才。世界各国已陆续出版了不少森林水文学专著，如苏联莫尔察诺夫（А.А.Молчанов）的《松林与水分》（1958）和《森林水文作用》（1976），日本中野秀章的《森林水文学》（1980），美国理查德（L.Richard）的《森林水文学》（1980）等。

中国早在清代就开始对森林降水作了定量测定，当时梅伯言、梅增亮（1786～1856）在安徽宣城时写了《书棚民事》，对森林水文效能有很精辟的论述：“未开之山，土坚石固，草树茂密，腐叶积数年，可二、三寸；每天雨，从树至叶，从叶至土石，历石罅，滴沥成泉，其下水也缓，又水下而土不随其下；水缓，故低田受之不为灾，而半月不雨，高田犹受其浸溉。今以斤斧童其山，而以锄犂疏其土，一雨未毕，沙石随下，奔流注壑，涧中皆填淤而不可储水，毕至洼田中乃止，及洼田竭，而山田之水无继者。”中国对现代森林水文学和水土保持的研究，是1924～1926年在山西、山东等地区的林地和荒地进行径流和泥沙的观测试验开始的。从50年代起，着重研究不同森林类型的水分循环和水量平衡规律。中国林业科学研究院林业研究所和四川省林业科学研究所在四川米亚罗地区的亚高山云杉林，中国科学院林业土壤研究所在黑龙江五营地区的天然红松林和采伐迹地，南京林学院在江苏南京地区的松林、栎林和荒地，台湾省林业研究所在人工杉木林、山毛榉林和马尾松林中，都开展了森林水文的定位观测研究工作。1982年由中国林学会主持召开了全国性的“森林涵养水源学术讨论会”，对森林水文的研究进行了总结和交流。

包括森林中水分循环的整个过程，即水分收入和支出的各项要素，着重水分在森林中的再分配和森林水文效应。具体内容有：森林与大气降水（降雨、降雪、空气湿度、水汽流动）；森林截留降水（树冠截留量、树干茎流量、林下滴落量、林下植被和枯枝落叶层截留量）；土壤水分（水分渗入和渗透、土壤含水量）；林地总蒸发（林木和地表植物的蒸发蒸腾、土壤表层蒸发）；径流（坡面径流、土壤径流、地下径流、河川流量、洪水量、枯水量）；水质（水中矿物质和泥沙量、有机质含量、生物组成和生物量、水的化学和物理性质）；森林水文作用（减缓洪水流量、调节枯水流量、防止土壤侵蚀等）。森林水文学的主要研究课题有：森林与大气降水；森林调节水分涵养水源作用，包括森林对洪水、枯水流量的影响等；森林采伐和造林对河川流量的影响；森林与土壤侵蚀，包括重力侵蚀和泥石流；森林对水质的影响；森林水文效益计量评价的标准和方法，以及森林集水区治理等。

随着社会经济的发展，对水资源需要量迅速增长，保持丰富优质的水源，日益成为世界各国人民关注的问题，森林水文学已成为各国林业科学的重要研究领域。英、美、苏、日等国已开展了森林水量平衡和水质的研究，全面分析森林对水资源的效应。在观测研究方法上已更多地利用实验室和先进技术与仪器设备，如中子放射核技术、无线电遥测和电子计算控制及自动整理数据等，把一些繁重的野外观测项目转入实验室内控制，并能做到预测预报森林水文变化。这将进一步推动森林水文学研究工作的发展。