洪水预报的复杂性主要源于多种影响因素，如大气环流、海洋潮汐、地球物理因子和下垫面条件。短期洪水预报通常基于经验方法，基于物理成因的分析。中长期预报则与天气气候、气象预报紧密相关，特别是影响长期天气过程的众多复杂因子，其预报方法仍在研究中。
暴雨洪水预报主要依靠统计相关和理论基础，如降雨径流相关图分析暴雨径流形成，利用汇流理论的汇流曲线进行汇流预报。河道相应水位和洪水演算则基于洪水波传播原理，通过分析变化规律和经验统计关系进行。
实时降雨径流预报系统的建立和发展，电子计算机的应用，以及理论研究的进步，显著提高了预报效率和准确性。融雪洪水预报则基于热力学原理，考虑雪层特性与下垫面因素，通过经验公式或相关图预测融雪洪水参数。
冰凌洪水预报主要分为分析计算法和经验统计法，后者更为简便，通过气象、水文等因子建立经验公式。然而，冰凌洪水预报仍需加强理论研究和冰情监测。
风暴潮预报通过调和分析法等计算天文潮水位，再预测风暴潮增水，经验统计法和动力数值计算法并用。水文气象法预报则依赖于对天气气候要素的精确预测，以延长洪水预报的预见期。
根据前期和现时的水文、气象等信息，揭示和预测洪水的发生及其变化过程的应用科学技术。它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，及工农业的安全生产服务。