Las aguas superficiales son cualquier masa de agua por encima del suelo, incluyendo arroyos, ríos, lagos, humedales, embalses y riachuelos. El océano, a pesar de ser agua salada, también se considera agua superficial. Las aguas superficiales participan en el ciclo hidrológico, o ciclo del agua, que implica el movimiento del agua hacia y desde la superficie de la Tierra. Las precipitaciones y la escorrentía alimentan las masas de agua superficial. Por otro lado, la evaporación y la filtración de agua en el suelo hacen que las masas de agua pierdan agua. El agua que se filtra en las profundidades del suelo se denomina agua subterránea.
Las aguas superficiales y las subterráneas son depósitos que pueden alimentarse mutuamente. Mientras que el agua superficial puede filtrarse bajo tierra para convertirse en agua subterránea, el agua subterránea puede resurgir en la tierra para reponer el agua superficial. En estos lugares se forman manantiales.
Hay tres tipos de aguas superficiales: perennes, efímeras y artificiales. Las aguas superficiales perennes, o permanentes, persisten durante todo el año y se reponen con aguas subterráneas cuando hay pocas precipitaciones. Las aguas superficiales efímeras, o semipermanentes, existen sólo durante una parte del año. Las aguas superficiales efímeras incluyen pequeños arroyos, lagunas y charcas. Las aguas superficiales artificiales se encuentran en estructuras artificiales, como presas y humedales construidos.
Dado que las aguas superficiales son más fácilmente accesibles que las subterráneas, se depende de ellas para muchos usos humanos. Es una fuente importante de agua potable y se utiliza para el riego de las tierras de cultivo. En 2015, casi el 80% de toda el agua utilizada en Estados Unidos procedía de aguas superficiales. Los humedales con aguas superficiales también son hábitats importantes para las plantas acuáticas y la vida silvestre.
El agua superficial del planeta se puede monitorizar utilizando tanto mediciones de superficie como imágenes de satélite. Los caudales de los arroyos se miden calculando la descarga -la cantidad de agua que se desplaza por el arroyo por unidad de tiempo- en múltiples puntos a lo largo del mismo. El seguimiento del caudal de los arroyos es importante porque ayuda a determinar el impacto de las actividades humanas y del cambio climático en la disponibilidad de las aguas superficiales. También es importante hacer un seguimiento de la vegetación alrededor de las masas de agua superficial. La eliminación de la vegetación, ya sea por medios naturales, como los incendios, o por la deforestación, puede tener un impacto negativo en las aguas superficiales. La pérdida de vegetación puede provocar un aumento de la escorrentía superficial y de la erosión, lo que a su vez puede aumentar el riesgo de inundaciones.