Гидробиоло́гия (от гидро… и биология), часть экологии, изучающая жизнь водных организмов (гидробионтов) и их сообществ как биотических компонентов в экосистемах морских и континентальных водоёмов. Впервые термин «гидробиология» появился в работах немецких биологов в конце 19 в., широкое распространение получил в начале 20 в. после организации и выхода в свет журналов Archiv für Hydrobiologie und Planktonkunde (1906) и Internationale Revue der gesamten Hydrobiologie und Hydrographie (1908). Этому предшествовали обширные исследования биологии водных организмов, проводившиеся в рамках традиционных дисциплин – ботаники, зоологии, физиологии. Важную роль в становлении гидробиологии сыграло создание биологических станций, сначала морских, в том числе в Мессине (Италия, 1868), Севастополе (Россия, 1871), Неаполе (Италия, 1874), Ньюпорте (Великобритания, 1876), а позднее пресноводных, например на Большом Плёнском озере (Германия, 1890), на озере Глубокое (Россия, 1891), на Волге (Саратов, 1900).

Серьёзным стимулом для развития гидробиологических исследований явилось оскудение рыбных запасов в континентальных водоёмах и в прибрежных морских водах, ставшее особенно заметным во 2-й половине 19 в. Поиск причин снижения уловов потребовал проведения специальных гидробиологических экспедиций. Одна из первых была организована К. М. Бэром и Н. Я. Данилевским в середине 1850-х гг. на Волге и Каспийском море, а затем под руководством немецкого зоолога В. Гензена в Балтийском (1871) и Северном (1872) морях. Результаты подобных экспедиций положили начало направлению исследований, названному позднее продукционным, и определили характер современной гидробиологии как экологической науки. Именно гидробиологические исследования российского биолога Г. Г. Винберга (1932) и американского учёного Г. Райли (1935) послужили основой для разработки фундаментальных представлений о трофических цепях как основе функциональной организации экологических систем.

В 1-й половине 20 в. гидробиологические исследования проводились в рамках таких географических дисциплин, как океанография и лимнология. Лишь в ходе реализации Международной биологической программы (1964–1974) стала очевидной необходимость глобальной оценки биологической продуктивности и антропогенного воздействия на биосферу; произошла определённая унификация методов исследования и теоретических подходов к изучению природных биологических процессов с экологической позиций. Многолетние исследования по биологической продуктивности водоёмов, изучение пространственного распределения планктона и бентоса Мирового океана позволили дать достаточно надёжную оценку его продуктивности. Была также создана типология континентальных водоёмов, изучены факторы, способствующие их эвтрофикации. Важной причиной «экологизации» гидробиологии оказался катастрофически возросший уровень загрязнений природных вод отходами промышленности, сельскохозяйственного производства и сточными водами больших городов. В результате возникла т. н. проблема чистой воды, которая до настоящего времени остаётся главной для таких направлений, как санитарная гидробиология и водная токсикология. Их основные задачи сводятся к разработке методов комплексной оценки качества природных вод и состояния водных экосистем на основе регулярных гидробиологических наблюдений (мониторинга), а также оценки воздействия загрязняющих веществ на организмы и сообщества гидробионтов для нормирования антропогенной нагрузки на водные экосистемы.