流域的降水，由地麵與地下入河網。流出流域出口斷麵的水流，稱為徑流。液態降水形成降雨徑流，固態降水則形成冰雪融水徑流。由降水到達地麵時起，到水流流經出口斷麵的整個物理過程，稱為徑流形成過程。降水的形式不同，徑流的形成過程也各異。我國的河流以降雨徑流為主，冰雪融水徑流隻是在西部高山及高緯地區河流的局部地段發生。
從降雨到水流彙集至出口斷麵的整個過程，稱為徑流的形成過程。在不考慮大量人類活動的影響下，徑流的形成過程大致可以分為以下幾個階段：
1．降雨階段
降雨是徑流形成的初始階段，是徑流形成的必要條件。
對於一個流域而言，各次降雨在時間上和空間上的分布和變化不完全相同。一次降雨可以籠罩全流域，也可以隻降落在流域的部分地區。降雨強度在不同地區是不一致的，雨強最大的地區稱為暴雨中心，各次降雨的暴雨中心不可能完全相同。同一次降雨過程中，暴雨中心位置常會沿著某個方向移動，降雨的強度也常隨時間而不斷變化。
2．蓄滲階段
降雨開始以後，地表徑流產生以前的植物截留、下滲和填窪等過程，稱為流域的蓄滲階段。在這一過程中消耗的降雨不能產生徑流，對徑流的形成是一個損失。不同流域或同一流域的不同時期的降雨損失量是不完全相同的。
在植被覆蓋地區，降雨到達地麵時，會被植被截留一部分，這部分的水量稱為截留水量。降雨初期，雨滴落在植物的莖葉上，幾乎全被截留。在尚未滿足最大截留量前，植被下麵的地表僅能得到少量降雨。降雨過程繼續進行，直至截留量達到最大值後，多餘的水量因重力作用和風的影響才向地麵跌落，或沿樹幹流下。當降雨停止後，截留的水分大部分被蒸發。
雨水降落到地麵後，在分子力、毛管力和重力的作用下進入土壤孔隙，被土壤吸收，這一過程稱為下滲。土壤吸收並能保持一部分水分（吸著水、薄膜水、下懸毛管水等）。土壤保持水分的最大能力，稱為土壤最大持水量。下滲的雨水首先滿足土壤最大持水量，多餘的才能在重力作用下沿著土壤孔隙向下運動，到達潛水麵，並補給地下水，這種現象稱為滲透。
降雨滿足植物截流和下滲以後，還需要填滿地表窪地和水塘，稱為填窪。隻有在完成填窪以後，水流才開始外溢，產生地表徑流。
降雨停止後，窪地蓄水大部分消耗於蒸發和下滲。
3．產流漫流階段
產流是指降雨滿足了流域蓄滲以後，開始產生地表（或地下）徑流。根據地區的氣候條件，可將產流分為兩種基本形式：蓄滿產流和超滲產流。
蓄滿產流大多發生在濕潤地區。由於降水量充沛，地下水豐富，潛水麵高，包氣帶薄，植被發育好，土壤表層疏鬆，下滲能力強，所以降雨很容易使包氣帶達到飽和狀態。此時，下滲趨於穩定，下滲的水量補給地下水，產生地下徑流。當降雨強度超過下滲強度時，則產生地表徑流。因為蓄滿產流是在降雨使整個包氣帶達到飽和以後才開始產流，所以又稱飽和產流。
超滲產流大多發生在幹早地區地下水位較低、包氣帶較厚、下滲強度較小的流域，當降雨強度大於下滲強度時，就開始產流。在產流過程中，降雨仍在繼續下滲（下滲量決定於雨前的土壤含水量）。一次降雨過程中，很可能包氣帶達不到飽和狀態，所以又稱非飽和產流。
蓄滿產流主要決定於降雨量的大小，與降雨強度無關：超滲產流則決定於降雨強度，而與降雨大小無關。我國淮河流域以南及東北大部分地區以蓄滿產流為主；黃河流域、西北地區的河流以超滲產流為主，其他地區具有過渡的性質。