大尺度水文学（macro-hydrology），理学-地理学-自然地理学-水文地理学，研究全球气候变化与大气、海洋、陆地相互作用过程的学科。大尺度水文学的发展与波及许多国家和地区的洪涝灾害的水危机与全球气候变化异常有关。大气相互作用的野外试验、应用遥感技术探索地表水文过程空间变异性、探索不同尺度之间的客观联系和能量输送-标度变换规律，为研究宏观尺度的水文过程及其变化规律提供了依据。在物理性和计算效率之间取得平衡的准物理性水文模型、基于不规则网格的物理性水文模型，以及直接在宏观尺度上建立数学物理方程的尺度协调的物理性水文模型都有了明显的突破。水循环的微观与宏观的结合表征水文科学理论的逐步完善化和系统化。大尺度水文学的研究方法主要为陆面过程模型，其关键技术包括超级计算机系统、卫星降水与地面观测降水高效融合。大尺度水文学的深入研究涉及全球水循环与全球气候变化的水资源和水文响应，特别是气候变化下中国水循环的变化；加强中国在全球尺度水文研究中的薄弱方面；厄尔尼诺与拉尼娜现象对水资源的影响机理等。