Một trong những khía cạnh quan trọng hơn của khí tượng học thủy văn là phải giải quyết sao với dự đoán và cố gắng giảm thiểu ảnh hưởng của các sự kiện mưa lớn.[4] Bắt đầu với dự đoán, có ba cách chính để lập mô hình khi đến dự báo. Đó là dự báo tức thời, nghĩa là dự báo thời tiết số và kỹ thuật thống kê.[2] Dự báo tức thời rất tốt để dự đoán các sự kiện trong vài giờ, sử dụng các quan sát và dữ liệu radar trực tiếp để kết hợp với các mô hình dự báo thời tiết bằng số.[2] Dự báo thời tiết bằng số, là kỹ thuật chính được sử dụng để dự báo thời tiết, sử dụng các mô hình để tính đến bầu khí quyển, mô hình đại dương và chiếm nhiều biến số khác khi nó tạo ra dự báo.[2] Các dự báo này thường được sử dụng cho các ngày dự đoán hoặc tuần.[2] Cuối cùng, các kỹ thuật thống kê sử dụng hồi quy và các phương pháp thống kê khác để tạo ra các dự báo dài hạn đi ra hàng tuần và hàng tháng.[2] Những mô hình này cho phép các nhà khoa học xem vô số các biến khác nhau tương tác với nhau như thế nào và chúng minh họa một bức tranh về cách khí hậu trái đất tương tác với chính nó.[5]