水文分析是DEM數據應用的一個重要方面。利用DEM生成的集水流域和水流網絡，成為大多數地表水文分析模型的主要輸入數據。表面水文分析模型應用于研究與地表水流有關的各種自然現象如洪水水位及泛濫情況，或者劃定受污染源影響的地區，以及預測當某一地區的地貌改變時對整個地區將造成的影響等，應用在城市和區域規劃、農業及森林、交通道路等許多領域，對地球表面形狀的理解也具有十分重要的意義。這些領域需要知道水流怎樣流經某一地區，以及這個地區地貌的改變會以什么樣的方式影響水流的流動。