水量平衡方程是描述一個系統中水的收入和支出以及蓄水變數之間關係的方程。它的通用形式可以表示為：
對於特定區域或系統
* 收入項（In）包括降水量（P）、水汽凝結量（E1）、從其他地區流入的地表徑流量（R表）、地下徑流量（R地下）
* 支出項（Out）包括蒸發量、蒸散量（E2）、從該區流出的地表徑流量（r表）、地下徑流量（r地下）、該區內的工農業及生活用水量（q）
* 蓄水變數（△S），表示系統內水的蓄積變化。
具體的水量平衡方程會根據套用的空間尺度（如全球、流域、區域等）和層次（如大氣層、土壤層、地下水層等）而有所不同。例如：
全球水量平衡方程。包括大陸和海洋的降水量和蒸發量。
流域水量平衡方程。對於閉合流域，方程為P=E+R+△S，其中P是降水量，E是蒸發量，R是徑流量，△S是蓄水量變化。
土壤層水量平衡方程。考慮降水量、凝結水、徑流量、蒸發量以及土壤層的蓄水量變化。
地下水層水量平衡方程。涉及地下水的降水入滲、蒸發量、流入和流出系統的水量以及地下水的蓄水量變化。