定義
研究地球大氣中水分的存在、運動、變化、作用的科學稱為空中水文學或者大氣水文學。水分是地球表層最活躍的物質成分。地球表層因為有了水分而生機勃勃。水分不僅以海洋的形式占據了地球表層的71%的面積，也滲透到地下、蔓延到空中。
水文學是研究地球水的科學。滲到地下的水分一般稱為地下水。研究地下水的科學一般稱為水分地質學。海洋學、陸地水文學、冰川學等屬於地表水文學，研究空中的水分的知識屬於空中水文學，或者稱為大氣水文學。
意義
空中水的質量僅占大氣總質量的千分之二。它主要以我們的眼睛看不見的水汽狀態存在，而雲則是看得見的空中水，它由大量的水滴顆粒或者雪花顆粒形態組成。雲中的水顆粒變大就會變成雨、雪、雹而降落到地面、洋面上，這統一稱為“降水”。雨雪落地滋潤了萬物，也形成了河流、湖泊、冰川。使陸地充滿生機。大氣中的水分因為降水而減少，但是海洋、湖面、陸地的蒸發作用又把下墊面上的水分送給大氣。這就是水分循環。
空中的水汽主要集中在距離地面5公里以下的大氣下部。空中水基本隨空氣的流動而流動。水汽的最大輸送層一般在距離地面2公里附近。
地面水分蒸發也是液體、固體水分變成水汽的相變過程，這時水汽要吸收大量的熱，而水汽在空中變成雲或者雨滴、雪花則是反方向的相變，它要釋放大量的凝結熱。所以水汽的這些變化對地球表面的能量平衡起著一定的作用。
另外，雲反射了一部分太陽能，也阻止了地面的輻射能直接向太空的輻射。所以空中水雖然數量不多，但是在地表面的水分平衡、地球的熱量平衡方面都起著重要作用。
降水是氣象台天氣預報的非常重要的內容。對降水的維持時間、出現地區以及降水強度的預報和分析有時稱為降水時面深問題。它對河流水情預報有重要意義。
