20世纪50年代以来，进入现代水文学阶段。本阶段特点是引进遥感、电算等新技术、新方法，重点开展水资源及人类活动水文效应的研究，分支学科不断派生，研究方法趋向综合。50年代以来，科学技术进入新的发展时期，雷达测雨、中子散射法测土壤含水、放射性示踪测流、同位素测沙、卫星遥感传送资料等，现代技术的引用使人们能获得使用通常方法无法取得的水文信息，拥有现代化设备的实验室使人们有可能对水文现象的物理过程了解得更深透，水文模拟、水文随机分析和系统分析方法，使人们研究水文现象的能力显著增大，电子计算机的应用，更使水文测验、水文研究的自动化成为可能。新技术、新方法的应用，为现代化水文研究提供了良好的基础。50年代以来，社会生产规模空前扩大，生活与生产用水不断增多，环境污染趋向严重，水资源的紧张，迫使水文学特别侧重于水资源的研究，研究工作中既着眼水量，也着眼水质，既注意洪水，也注意枯水，不仅研究一条河流，一个流域的水文特性，还要研究跨流域、跨地区的水资源综合调度利用中的水文问题。今天的水文观测、水文分析，已不仅是为自然水体运动变化的研究，或工程设计提供资料数据，还要为水资源管理，水资源评价和水资源优化利用提供依据，并为开展人类活动的水文效应的研究提供有力的依据。当前水文科学与其它科学之间的边缘学科正在兴起，并不断分化新的分支学科。从现代水文学的发展趋势看，它的社会属性日益表现出来。因此，水文学将有可能成为兼具自然科学、技术科学和社会科学特性的一门综合性科学。
三、水文学的体系
作为基础科学，水文学是地球科学的一个组成部分，因为水循环使水圈、大气圈和岩石圈紧密联系，故水文科学与地球科学体系中的大气科学、地质学、自然地理学的关系非常密切。水文科学开始主要研究陆地表面的河流、湖泊、沼泽、冰川等，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的水。传统的水文科学是按研究的水体对象划分分支科学的，主要有：河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、水文气象学、地下水文学和海洋水文学。
水文科学主要通过定点观测、野外查勘和室内外实验等手段，获得水体时空分布和运动变化的信息，因而形成了水文测验学、水文调查、水文实验三个分支学科。
区域水文学是水文科学与自然地理学共同研究水在特定的地理环境中的作用而发展起来的，主要有：流域水文学、河口水文学、山地水文学、坡地水文学、平原水文学、干旱区水文学、岩溶水文学以及区域类比研究的比较水文学等分支学科。
作为应用科学，水文学又分：工程水文学（其中包括水文计算、水利计算、水文预报等组成部分），农业水文学、土壤水文学、森林水文学、都市水文学等。
50年代以来，新技术新方法的引进，出现了一些新的分支，主要有：随机水文学、模湖水文学、系统水文学、遥感水文学、同位素水文学等。近些年来，水资源水文学作为一门自然、技术和社会综合科学的出现，标志着水文科学进入了一个崭新的发展时期。
总之，现代水文学由于相关学科的渗透，现代化技术的促进，社会生产的发展，水资源开发的需求等，学科前沿不断扩大，不同层次的新分支学科不断兴起，有些分支学科虽然尚欠成熟，却表明了水文学目前已拓展了自己的领域，呈现出巨大的活力。
四、水文学的地理研究方向--地理水文学
水文学从其研究方向来说，一般可以归纳为三个方向，即地理学、地球物理学与工程学。早期的水文学孕育在地理研究与工程研究之中，地球物理方向是近代发展的，主要偏重于数理范畴。现代水文学的研究中，三种方向是并存的，而且都是现代水文学理论发展和实际研究所必要的。三种方向也是水文研究的三种途径，它们虽然各有独立性，但是彼此又保持着配合与联系。