ArcGIS的水文分析功能主要是基於數字高程模型（DEM）和D8單流向算法進行的，這些工具可以模擬地表水形成徑流的過程，並利用這一模擬過程實現河流、出水口以及流域的提取。以下是基於ArcGIS進行水文分析的基本步驟：
流向(Flow Direction)確定。使用流向工具來確定水流從每個像元流向其最陡下坡相鄰點的方向，輸出是一個整型柵格，值範圍介於1到255之間，表示不同方向。
窪地填充(Fill)。窪地區域是水流方向不合理的地方，因此在進行水文分析之前需要進行窪地區域的填充。
流量(Flow Accumulation)計算。該工具創建每個像元累積流量的柵格，可以通過設定閾值來定義河流網路系統。
河流網路提取。利用柵格計算器提取出柵格形式的河網。
河網分級(Stream Order)。根據Shreve和Strahler技術對河網進行分級。
流域分割(Watershed)。確定柵格中一組像元之上的匯流區域，即流域。
這些步驟共同構成了ArcGIS中進行水文分析的基本流程，通過這些分析可以更好地理解地表水的流動和排水系統的特徵。