Η υδρογραφία είναι το πεδίο μελέτης που περιγράφει και χαρτογραφεί τα φυσικά χαρακτηριστικά υδάτινων σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των ωκεανών, των θαλασσών, των λιμνών γλυκού νερού, των ποταμών και των εκβολών ποταμών. Είναι ένα πολυεπιστημονικό πεδίο, που περιλαμβάνει στοιχεία ωκεανογραφίας, χαρτογραφίας, θαλάσσιας γεωλογίας, ακουστικής και άλλων τομέων. Το πρωταρχικό μέλημα είναι η χαρτογράφηση και η τεκμηρίωση χαρακτηριστικών που έχουν σημασία για τη ναυσιπλοΐα, την εμπορική ναυτιλία και την αλιεία, αλλά επίσης ασχολείται με την εξερεύνηση πετρελαίου και φυσικού αερίου, την άμυνα, την έρευνα θαλάσσιων και γλυκών υδάτων και την προστασία του περιβάλλοντος. Μια υδρογραφική έρευνα μιας περιοχής ωκεανού ή γλυκού νερού μπορεί να πραγματοποιηθεί με σκοπό την παραγωγή ενός χάρτη ή χάρτη που περιγράφει λεπτομερώς τα σημεία ενδιαφέροντος, ιδιαίτερα τους κινδύνους ναυσιπλοΐας όπως βυθισμένοι βράχοι, αμμουδιές και ναυάγια, αλλά και η θερμοκρασία, η αλατότητα και η ροή ρεύματα. Ιδιαίτερη σημασία στην υδρογραφία έχει η τοπογραφία και η φύση του πυθμένα της θάλασσας.
Μετρώντας το βάθος του νερού σε κανονικά, γνωστά σημεία, μπορεί να ετοιμαστεί ένας υδρογραφικός χάρτης. Ο προσδιορισμός της θέσης ως προς το γεωγραφικό πλάτος και το μήκος, μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1970, γινόταν οπτικά, χρησιμοποιώντας εξάντρες και μεθόδους τριγωνισμού, αλλά έκτοτε χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά μέσα και το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS). Μέχρι τη δεκαετία του 1930, το βάθος του νερού μετρούνταν με τη χρήση γραμμών με στάθμιση μολύβδου ή πόλων ηχογράφησης, μετά την οποία αυτή η αργή και ανακριβής μέθοδος αντικαταστάθηκε σε μεγάλο βαθμό από τεχνικές ακουστικής μέτρησης. Αυτά χρησιμοποιούν έναν παλμό ήχου που στέλνεται προς τα κάτω από έναν πομπό σε ηχώ από το πάτωμα και έναν δέκτη για να συλλαμβάνει την ηχώ. Ο χρόνος που απαιτείται για τη λήψη της ηχούς σε συνδυασμό με τη γνώση της ταχύτητας του ήχου στο νερό επιτρέπει τον υπολογισμό του βάθους.
Τα Single Beam Echo Sounders (SBES) χρησιμοποιούνται συχνά στην υδρογραφία για ρηχά νερά και χρησιμοποιούν έναν μόνο στενό παλμό ήχου για την καταγραφή του μικρότερου βάθους εντός της καλυπτόμενης περιοχής, καθώς αυτό έχει τη μεγαλύτερη σημασία για την πλοήγηση. Πρέπει να γίνουν διορθώσεις στα ακατέργαστα δεδομένα για να επιτραπεί η παλίρροια, η κίνηση του σκάφους και οι διακυμάνσεις στην ταχύτητα του ήχου σε διαφορετικά βάθη. Οι ηχόφωνοι πολλαπλών δεσμών (MBES), οι οποίοι χρησιμοποιούν μεγάλο αριθμό ηχητικών παλμών απλωμένων σε σχήμα ανεμιστήρα, επιτυγχάνουν πιο ολοκληρωμένη κάλυψη και χρησιμοποιούνται γενικά σε βαθιά νερά. Αυτά μπορούν να παράγουν πολύ λεπτομερείς χάρτες, αλλά είναι πιο ακριβά από το SBES και οι διορθώσεις είναι πιο περίπλοκες. Το σόναρ πλευρικής σάρωσης χρησιμοποιεί μια πηγή ήχου κοντά στον πυθμένα της θάλασσας που παράγει σχεδόν οριζόντιες δέσμες ήχου, παρέχοντας εικόνες υψηλής ανάλυσης χαρακτηριστικών που μπορεί να μην εμφανίζονται καθαρά στα δεδομένα SBES ή MBES.
Η σύνθεση του βυθού της θάλασσας είναι σημαντική για την αγκυροβόληση, την υποθαλάσσια κατασκευή, την τοποθέτηση αγωγών και άλλες θαλάσσιες δραστηριότητες. Τα δείγματα μπορούν να ληφθούν από πυρήνες, βυθοκόρηση ή απλώς συλλογή υλικού για να προσδιοριστεί ο τύπος του — για παράδειγμα άμμος, λάσπη ή βράχος. Μερικές φορές χρησιμοποιείται και η υποβρύχια φωτογραφία. Αυτές οι πληροφορίες, μαζί με δεδομένα από έρευνες βάθους και μετρήσεις παλίρροιας, μπορούν να ενσωματωθούν σε υδρογραφικούς και ναυτικούς χάρτες που χρησιμοποιούνται για πλοήγηση.
Άλλα δεδομένα που δεν σχετίζονται με τη ναυσιπλοΐα μπορούν να καταγράφονται με υδρογραφική έρευνα για σκοπούς επιστημονικής έρευνας. Για παράδειγμα, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας των ωκεανών μπορούν να μετρηθούν από το διάστημα με δορυφόρους που καταγράφουν την υπέρυθρη ακτινοβολία που λαμβάνεται, και οι θερμοκρασίες κάτω από την επιφάνεια που καταγράφονται από θερμόμετρα. Η αλατότητα μπορεί να θεωρηθεί ως μέτρο της ποσότητας του διαλυμένου στερεού υλικού στο νερό των ωκεανών και γενικά μετριέται από την ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού. Τα ωκεάνια ρεύματα μπορούν να μετρηθούν είτε με έναν μετρητή ρεύματος, μια συσκευή που μετρά την ισχύ του ρεύματος σε ένα συγκεκριμένο βάθος, είτε με τη χρήση ενός Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP), που μπορεί να καταγράψει ρεύματα σε ένα εύρος βάθους.
Οι υδρογραφικές υπηρεσίες παρέχονται από διάφορους οργανισμούς. Στις ΗΠΑ, για παράδειγμα, υπάρχει το Γραφείο Έρευνας Ακτών της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA) και το Υδρογραφικό Γραφείο του Ηνωμένου Βασιλείου στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ο Διεθνής Υδρογραφικός Οργανισμός (IHO) έχει θεσπίσει διεθνή πρότυπα για υδρογραφικές έρευνες και χάρτες.