Đặc điểm chung nhất của mô hình là phân chia lưu vực thành các đới theo trật tự thằng đứng. Các đới này được tính với sự hỗ trợ của mô hình tầng tuyến tính.
Nhiều phương trình được sử dụng để tính toán các quá trình thủy văn trong mỗi bể chứa.
Giáng thủy (bao gồm cả mưa và tuyết): chúng được đưa vào mô hình dưới dạng số liệu theo chuỗi thời gian lấy từ các trạm đo khí tượng hoặc radar khí tượng. Để tính toán ảnh hưởng của tuyết các phương pháp chỉ số nhiệt độ, hoặc cân bằng năng lượng được sử dụng.
Bốc thoát hơi (bao gồm cả phần bị giữ lại): lượng bốc thoát hơi và lượng bị giữ lại thực tế được tính từ chuỗi số liệu từ các trạm đo khí tượng nếu có. Nó cũng có thể lấy từ lượng bốc thoát hơi thực tế từ bốc thoát hơi tiềm năng (có nhiều phương trình dựa vào số liệu khí tượng).
Dòng chảy mặt từ các lưu vực: phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là thủy văn đơn vị UH và các biến đổi khác (Clark’s, Snyder’s, SCS). Người sử dụng cũng có thể sử dụng các phương pháp khác dựa vào mô hình sóng động học hoặc phương pháp sai phân hữu hạn.
Dòng chảy sát mặt trong đới không bão hòa: có vài phương pháp được sử dụng, như phương pháp CN SCS, mà được sử dụng để tính toán lưu lượng dòng chảy phụ thuộc vào các thông số thủy văn của thổ nhưỡng, điều kiện ban đầu (bão hòa) hoặc sử dụng đất. Một vài phương pháp khác là phương pháp Green-Ampt hoặc SMA (tính toán độ ẩm đất). Các phương pháp khác dựa vào các cách tiếp cận phức tạp hoặc đơn giản từ mô hình 2 lớp đơn, mô hình trọng lực đến mô hình dựa vào lời giải của phương trình Richard.
Dòng chảy cơ sở: phụ thuộc vào mô hình cụ thể, phần lớn sử dụng phương pháp dựa vào mô hình tầng tuyến tính, giảm theo hàm mũ hoặc dòng chảy cố định. Mô hình dòng chảy cơ sở 2 chiều, 3 chiều dựa vào phương pháp sai phân hữu hạn cũng được sử dụng phổ biến.
Dòng chảy trong lòng dẫn hở: mô hình mưa – dòng chảy áp dụng các phương pháp được gọi là diễn toán thủy văn như phương pháp Muskingum – Cunge, mô hình Lag, mô hình sóng động học hoặc phương trình khuếch tán. Các phương pháp này dựa vào giải phương trình cơ bản của lòng dẫn hở là hệ phương trình động lượng và phương trình liên tục - như hệ phương trình St.Venant.
28
Trong mô hình mưa – dòng chảy một vài công trình được mô hình hóa như bể chứa, đầm lầy có đê chắn thủy triều hoặc công trình phân nước. [9, 22]