Có nhiều nguyên nhân gây ra hạn hán và mức độ hạn nặng hay nhẹ cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Cho nên xác định chỉ tiêu hạn hán là một vấn đề phức tạp. Các nhà khoa học đã đƣa ra nhiều loại chỉ tiêu hạn hán nhƣng cho đến nay cũng chƣa có một chỉ tiêu chung nào đƣợc mọi ngƣời thừa nhận và do đó cũng chƣa có chỉ tiêu thống nhất. Những năm gần đây, trong giới khoa học thƣờng sử dụng một số chỉ tiêu hạn hán dƣới đây.
3.1.1 Lượng mưa
Hạn hán là một loại thiên tai khí tƣợng do mƣa ít gây nên. Đối với một vùng nào đó có thể xác định đƣợc lƣợng mƣa trung bình nhiều năm (TBNN). Sản xuất nông nghiệp, trƣớc hết là lịch thời vụ đƣợc bố trí sao cho thích hợp với tình hình mƣa hàng năm . Do vậy, nếu lƣợng mƣa của một năm hay một thời kỳ nào đó nhỏ hơn một giới hạn nhất định thì hạn hán sẽ xảy ra. Do đó, có thể dùng giới hạn này làm chỉ tiêu hạn. Thí dụ ở vùng đồng bằng Trung Quốc lƣợng mƣa năm là 500 mm, mỗi năm trồng một vụ ngô và một vụ lúa mì. Nếu năm nào có lƣợng mƣa năm nhỏ hơn 350 mm thì sẽ thiếu nƣớc cho cây trồng, sản lƣợng cây trồng bị giảm; nếu lƣợng mƣa năm nhỏ hơn 250 mm thì xảy ra hạn nghiêm trọng. Nếu hai năm có lƣợng mƣa bằng nhau nhƣng
phân phối trong năm khác nhau thì mức độ hạn cũng có thể khác nhau, đặc biệt là đối với thời kỳ sinh trƣởng tƣơng đối dài. Để phản ánh tình hình này, xét đến sự phân phối của mƣa có thể chia ra các thời vụ khác nhau và xác định chỉ tiêu tƣơng ứng cho từng thời vụ.