无限个成因相同、相互独立的同类水文变量的集合称为该水文变量的总体。这个总体是未知的，现有水文资料只是过去发生过的和今后可能发生的整个总体中的一个样本。把现有水文资料的水文变量按大小次序排列，组成一个系列，称为样本系列。其中所含水文变量的项数（又称系列长度）称为样本容量。

水文计算中常用的统计样本系列包括：由逐年年径流总量组成的样本系列，可用于计算设计年径流量；由逐年不同时段（1小时、6小时、24小时等）暴雨最大值组成的样本系列，可用于计算设计暴雨；由逐年最大洪峰流量和不同时段（1日、3日、7日、15日等）洪量组成的样本系列，可用于计算设计洪水。