湖泊水文现象的研究始于古代的定性描述。湖泊水文的定量研究，始于17世纪的水文观测。死海从1650年起，已有水位资料。19世纪盛行湖泊测深工作。1891年F.-A.福雷尔完成了日内瓦湖的研究，出版了《日内瓦湖湖泊志》3卷，系统论述了该湖的地质，气候，湖水运动，化学、热学、光学、声学特点，湖泊成因和形态，为近代湖泊学确定了基本的研究领域。1909年，R.威廷提出湖流流速与风速经验关系式。1910年前后，E.M.韦德伯恩致力于湖水温度观测，提出了温度振动流体动力学理论。1915年E.A.伯奇根据热量平衡原理开始计算湖泊热量收支和蓄热量。

20世纪20年代以后，由于建筑大型水库，形成人工湖泊，因此推动了湖泊水文研究，广泛应用水量平衡、沙量平衡、盐量平衡、能量平衡、热量平衡等原理和流体动力学理论，定量分析湖泊水资源；推算水库淤积年限；预估库水的矿化度；改进风浪要素的计算方法；研究湖水温度和确定湖冰厚度等问题。50年代，电子计算机、同位素及遥感技术等的应用和精密测量仪器的研制，为湖泊水文研究提供了新的手段。60年代以后，国际水文十年（IHD）把湖泊水文列入研究计划，开始了湖泊水文学研究的国际合作。中国自50年代起，在长江中下游和云南等地陆续开展了湖泊的综合调查。

现代湖泊水文学研究的主要内容，可归纳为：①湖泊水量和水位。研究湖泊蓄水量及其变化规律。在一定时段，进出湖怕的水量不同，引起湖泊蓄水量的变化。入湖水量包括湖面降水量，入湖的地表、地下径流量。出湖水量则有湖面蒸发量，出湖的地表、地下径流量和工农业自湖泊的引水量。运用湖泊水量平衡方程可以确定湖泊蓄水量的变化，评价湖泊水资源，阐明湖泊对江河的调蓄能力。湖泊蓄水量的变化，直接决定着湖水水位的升降，但在蓄水量不变的情况下，湖泊增减水和湖泊波漾等作用也会引起水位的变化。湖泊水位资料是估算湖泊水量的依据。湖泊水位的确定，为湖泊的堤防设计，提供科学依据。②湖水运动。研究湖水各种运动方式、相互关系及其发生、发展和变化的机制。湖水有进退运动和升降运动；湖水运动有的发生在湖面，有的在内部；有的有周期性，有的为非周期性。湖水运动除受外部因素影响外，还受湖水面积、深度、成层结构、密度分布等内部因素的制约。研究湖水运动可以分析湖岸演变、湖中泥沙运动、湖水物理性质变化和化学成分分布等规律，并为船舶航行做出预报，为护岸工程设计提供资料。湖水运动的研究，以流体动力学为基础，同时采取野外观测与室内模型试验相结合的方法。③湖水热动态。研究湖泊中的热量收支状况。通过湖水热量平衡计算，可以确定湖泊蓄热量的变化。水温升降反映湖中蓄热量的增减。湖水温度随空间而异。较深湖泊的水温在垂向有分层现象。研究温度成层，可以解释湖水运动、化学成分、水生生物变化和分布的原因。④湖水光学现象。研究湖面辐射平衡，探讨光线在湖面的反射，湖水对各种波长光线的吸收、散射和折射等光学特性。研究湖水光学特性，可以了解湖水中光线透射的深度和照度的大小，阐明浮游生物、水生高等植物等生长和分布规律。⑤湖水化学。研究湖水化学成分形成特点和湖泊富营养化等问题。湖水中有各种离子、生物营养元素、溶解气体、有机物质、微量元素和有毒物质等。湖水水质参数有矿化度、总硬度、总碱量、pH值等指标。湖水的化学成分的形成和变化特点与湖水流动滞缓、湖泊的大小深浅和气候条件等有关。应用盐量平衡原理可以确定湖泊内盐量变值，查明湖泊、水库矿化度的变化。湖水化学的研究为湖泊水质评价和湖水污染的防治提供依据。⑥湖泊沉积。研究湖中物质的沉积过程及其演变规律。应用沙量平衡原理，即根据时段内进出湖泊的沙量收支状况，可以确定某一时段湖泊淤积量，推算淤积厚度。研究泥沙淤积、化学沉积和生物沉积，可以预测沉积演变趋势和湖泊寿命。在湖泊沉积研究中也应用遥感技术、同位素技术、孢子花粉和古地磁等方法，测定沉积物年代，推测历史气候变迁情况，预测沉积数量和位置。

湖盆的形态、大小和深浅，影响湖水运动、湖泊泥沙沉积、湖中热量交换和湖水的化学特性等，因此，湖泊水文学也研究湖盆和湖泊的形态特征。

水库与天然湖泊既有共同之点也有一些特殊研究内容，如水库淤积、水库库岸演变、水库异重流防治和利用等问题。

湖泊水文学以水文学、水力学为基础，应用地貌学的理论与方法，研究湖盆的成因与演变；结合气象学的知识，阐明水、气相互作用，计算热量平衡问题；应用水文地质学与水文计算方法，推算水量平衡与水位变化；应用流体力学、热力学等理论，研究湖水运动、水位与冰情等；应用化学理论与分析方法，研究湖水化学与湖水污染问题；应用生物学知识，阐明湖泊、水库作为生物环境条件的作用。此外，应用遥感技术、同位素技术、电子技术等学科的知识，搜集资料，探求水文现象的变化规律。