Początki poznawania środowiska wodnego łączyć należy z początkami ludzkości. Ludziom od zawsze woda była niezbędna do przeżycia, dlatego też od czasów najdawniejszych próbowali poznać jej tajemnice. Odzwierciedleniem tego były np. pisanice: prymitywne plany systemu rzecznego lub wybrzeża morskiego ryte w skale. Wraz z rozwojem cywilizacji ludzie coraz lepiej poznawali świat. Egipcjanie wypływali poza Morze Czerwone, a Fenicjanie poza Morze Śródziemne. Aleksander Wielki opłacał w czasie wypraw ekspertów od zapisywania przemierzonych szlaków rzecznych i morskich. Herodot w V wieku przed naszą erą opisał wody powierzchniowe Scytii. Dużo głębsze poznanie świata wodnego przyszło wraz z cywilizacją rzymską oraz z czasami średniowiecza. Ich odzwierciedleniami są odpowiednio mapa Ptolemeusza oraz opis Jana Długosza 202 rzek i 96 jezior ówczesnego Królestwa Polskiego. W XVII wieku żeglarze zapisywali w tzw. rutach przebyte szlaki wodne. Pierwsze prace monograficzne z zakresu potamologii powstały w XIX wieku: Berghaus opisał Łabę i Odrę, w 1861r. przedstawiono Missisipi, a w 1869 roku Lombardini opisał Nil. Pierwszy podręcznik hydrologii powstał w 1862r. W XIX wieku siecią obserwacyjną stanów rzek objęto wszystkie ważniejsze rzeki europejskie.
Obecnie zanalizowano szczegółowo rozmieszczenie różnych ważniejszych obiektów wodnych, a na podstawie analizy zdjęć lotniczych można śledzić ich rozwój oraz zasięgi. Dalszych badań oraz opracowań jednak wymaga szczególnie rzeźba dna oceanicznego, obszary pokryte grubą pokrywą lodową, cyrkulacja wód oceanicznych oraz opady nad oceanami.