地表径流是径流的组成部分。按其形成物理条件的不同，地面径流可分为超渗地面径流和饱和地面径流。当降水强度大于地面下渗能力时，超出下渗能力的那部分水将积聚于地面，在重力作用下沿流域坡面流动，形成地面径流，此即为超渗地面径流；当下垫面包气带土层为分层结构，且下层土壤的下渗能力远小于上层土壤时，下渗水流将在土层界面附近积聚，从而形成临时饱和带，饱和带逐渐增厚并出露地面后，后续降水将直接形成地面径流，此即为饱和地面径流。地面径流形成后迅速汇入大小沟渠，进而汇入河道并逐步向流域出口断面汇集。

地面径流集中迅速，是江河洪水过程中洪峰附近流量的主要组成部分。当降水强度很大时会形成陡涨陡落的径流过程。在大暴雨情况下，易引起山洪暴发。地面径流是侵蚀地表、溶解地球化学物质、塑造地貌形态的重要地质营力。

在水文分析计算过程中，常用于计算地面径流过程的方法包含两类：①水力学方法，常借用水力学中的圣维南方程组求解坡面及河网中的水流过程；②水文学方法，常采用单位线或线性水库等方法分析计算地表径流过程。