L'idrologia è la scienza che studia la distribuzione, il movimento, la biologia e la chimica delle masse d'acqua del pianeta e dei loro flussi, dall'atmosfera al suolo, nei fiumi verso il mare e da esso verso l'atmosfera. Il monitoraggio idrologico rileva le caratteristiche quantitative e qualitative delle masse d'acqua, e come i diversi agenti atmosferici incidano su di esse. L'idrometeorologia include lo studio delle precipitazioni, dell'evaporazione e dell'evapotraspirazione, nonché dei cambiamenti di stato associati all'acqua.

L'idrogeologia, infine, si occupa della distribuzione e dei movimenti delle acque di superficie nel suolo e nelle falde acquifere. Vengono studiati di conseguenza anche i cambiamenti da essa provocati sullo stato del suolo e del sottosuolo, in grado di provocare frane, smottamenti e dissesti.

Applicazioni
Monitoraggio idrologico di quantità (livello idrometrico, portata, velocità) e qualità (principalmente parametri chimico-fisici) di corsi d'acqua, falde, laghi e mare. Monitoraggio idrometeorologico di precipitazioni (pioggia, neve ed altezza del manto nevoso), evaporazione, temperatura, vento, umidità e pressione dei bacini idraulici. I dati misurati dalle stazioni idrometeorologiche vengono raccolti, elaborati e trasmessi in tempo reale alla centrale del sistema di monitoraggio, dove vengono utilizzati per lo studio dei fenomeni in atto, l'analisi statistica dei possibili rischi, la valutazione delle risorse idriche e la modellazione, per la comprensione dei fenomeni e la previsione di eventi pericolosi.

In questo settore, il monitoraggio del tempo atmosferico e del clima è finalizzato al miglioramento qualitativo e quantitativo delle colture agricole.

Il beneficio che deriva dalla comprensione e dallo studio degli eventi atmosferici aiuta a mettere a punto tecniche specialistiche e controlli che portano ad un più efficiente e salutare modo di coltivare i campi. Grazie all'agrometeorologia si possono metter in pratica tecniche di difesa dalle malattie e dagli eventi climatici dannosi (gelate, grandinate, siccità,…).

Applicazioni
Monitoraggio meteorologico applicato all'agricoltura, per mezzo di sensori tradizionali (pioggia, temperatura, umidità, vento) e specifici (radiazione solare ed insolazione, vento ad altezza coltura, temperatura ed umidità del suolo e del sottosuolo, etc.).

Il monitoraggio in tempo reale permette la pronta difesa dalle fitopatologie e dagli eventi dannosi; i dati storici permettono analisi delle destinazioni colturali e della pianificazione degli interventi, programmazione delle operazioni colturali, miglioramenti produttivi, ed altri studi specialistici.

E' il settore dedicato allo studio specifico del manto nevoso, delle sue caratteristiche, delle discontinuità che ne influenzano la stabilità, e dell'influenza che le condizioni meteorologiche hanno su di esso. Il monitoraggio nivometeorologico è utile in particolare in quei contesti in cui la neve cade su altra neve, formando uno strato dinamico che si muove e si trasforma, causando pericolo per le attività umane.

Applicazioni
Sistemi di stazioni nivometeorologiche con sensore di altezza del manto nevoso ad ultrasuoni, palo termometrico a 21 o a 4 sensori per il rilevamento del gradiente di temperatura, misuratore di temperatura superficiale, pluviometro riscaldato, anemometro, albedometro ed altri sensori specialistici. I dati misurati sono indispensabili per poter evidenziare il verificarsi di condizioni che rendono possibile la formazione di valanghe. L'acquisizione in tempo reale permette la previsione di questi pericoli e l'allertamento per evitarne le conseguenze.

Questo settore si occupa di quella branchia di oceanografia detta "del liquido" o idrologia marina, che studia le proprietà fisiche e i movimenti delle masse d'acqua marina (maree, correnti), le interazioni tra i mari e l'atmosfera terrestre e gli effetti che questi fenomeni producono.

Applicazioni
Sistemi di stazioni mareometriche ed ondametriche, per monitorare il livello del mare, il moto ondoso superficiale e le correnti marine. Sensori mareometrici ad ultrasuoni e a pressione, correntometri di vari tipi, boe ondametriche, sensori meteorologici in esecuzione marina e altri sensori speciali.

I dati del monitoraggio marino vengono utilizzati sia per la previsione dei fenomeni intensi, quali tsunami o mareggiate, sia per il rilevamento delle possibili condizioni di navigazione o attracco (es. sulle piattaforme offshore), ma anche per il calcolo delle strutture e l'individuazione delle future condizioni di esercizio.

Inquinamento acqua
Settore che si occupa del controllo della qualità nei bacini idrici (in particolare nei laghi di accumulo delle risorse idropotabili), dei corsi d'acqua e nelle falde acquifere, specialmente quando la presenza di scarichi industriali, agricoli o provenienti da insediamenti umani possono causare situazioni di inquinamento. Di particolare rilievo quindi, in questo settore, i sistemi di monitoraggio in tempo reale della qualità delle acque accumulate negli invasi, che permettono di gestire il prelievo di acqua da potabilizzare con la migliore qualità e con il minore utilizzo di reagenti.

Inquinamento aria
Settore dedicato al controllo delle emissioni rilasciate nell'ambiente dalle principali fonti inquinanti, quali industrie e traffico. Di particolare importanza il monitoraggio in tempo reale per il controllo dei valori misurati in relazione alle soglie stabilite per legge.