Hydrobiologia – nauka o życiu organizmów w środowisku wodnym, biologia środowiska wodnego, w węższym rozumieniu ekologia organizmów wodnych[1].
Hydrobiologia może dotyczyć ekologii wód śródlądowych i morskich. Ta pierwsza bywa nazywana limnologią, przy czym termin limnologia bywa również definiowany nie jako synonim hydrobiologii słodkowodnej, ale jako dział hydrologii dotyczący jezior, także w oderwaniu od ich biologicznego wymiaru, i jako taki odróżniany od potamologii, czyli nauki o rzekach[1][2], i krenobiologii, czyli nauki o ekologii źródeł[1]. Stąd terminy hydrobiologia i limnologia mogą być używane jako pojęcia bliskoznaczne lub jako oznaczające odrębne dziedziny nauki[2]. Jednym z terminów określających tę dziedzinę nauki jest limnoekologia, jednak nie jest w praktyce używany[3]. W przypadku ekologii wód morskich hydrobiologia jest traktowana jako dział oceanologii[1][2].
Według niektórych autorów hydrobiologia (limnologia) jest działem ekologii, przez co w jej zakres wchodzą jedynie badania organizmów wodnych w odniesieniu do ich związków z ekosystemem. W tym ujęciu do hydrobiologii nie należą oderwane od ekologii zagadnienia takie jak taksonomia, fizjologia czy genetyka organizmów wodnych[2].
Hydrobiologia uwzględnia warunki abiotyczne, jak i biotyczne. Obejmuje kilka dyscyplin podstawowych, takich jak: hydrochemia, hydrobotanika, algologia), hydrozoologia.
Wyróżnia się też w jej obrębie węższe dyscypliny, głównie o charakterze stosowanym:
Hydrobiologia jako nauka ma charakter ekologiczny – opisuje relacje i zależności między organizmami a różnymi czynnikami środowiska. Posługuje się przy tym szerokim wachlarzem metod badawczych, zapożyczonych z botaniki, zoologii, mikrobiologii, chemii i fizyki, a zwłaszcza w ostatnim czasie – także w coraz większym zakresie z matematyki (zaawansowana analiza statystyczna). Hydrobiologia dostarcza także modeli stosowanych w ekologii ogólnej, np. dotyczących populacjologii, produktywności ekosystemów, etologii, bioróżnorodności.