a) El clima

Dentro de los factores físicos, el clima, y, especialmente, las precipitaciones, influye en el caudal absoluto de los ríos (cantidad de agua que lleva un río, expresada en metros cúbicos por segundo, m3/seg., y que se mide en las estaciones de aforo distribuidas por el territorio peninsular) y en el régimen fluvial (variaciones de caudal que experimenta un río a lo largo del año hidrológico). De esta forma, los ríos que discurren por la España húmeda son de caudal abundante y régimen regular (las variaciones de caudal a lo largo del año son escasas). En cambio, los ríos que discurren por la España seca, tienden a ser menos caudalosos y más irregulares, con estiajes (caudal mínimo de un río) acusados en la época estival. Otro factor climático son las temperaturas: unas temperaturas elevadas repercuten en una mayor evaporación e influyen en una disminución del caudal absoluto.

b) El relieve

Es, junto al clima, el factor más destacado, cuyos caracteres básicos son:

• El basculamiento o inclinación de la península ibérica desde el Terciario hacia el Oeste repercute en la disposición de la red fluvial española, de manera que buena parte de los ríos de España desembocan en el Atlántico. El resultado es una disimetría en la red fluvial, es decir, falta de simetría que presenta la red fluvial. 
• Al mismo tiempo, el relieve influye en la capacidad erosiva de los ríos. Cuanto mayor sea la pendiente (el desnivel, o diferencia de altitud, entre donde discurre un río y el nivel del mar), mayor es la capacidad erosiva de los ríos. Al contrario, en las zonas llanas o de nula pendiente, las aguas apenas tienen fuerza para llegar al mar, dando lugar al endorreísmo (aguas que no desembocan en el mar). El endorreísmo puede derivar en humedales en el interior peninsular donde apenas hay pendiente, como en zonas de La Mancha.
• La altitud, que no hay que confundir con el desnivel, o diferencia de altitud, también influye en la red hidrográfica española. Con la altitud aumentan las precipitaciones. Estas precipitaciones, en las zonas de montaña se producen en forma de nieve, con lo que el agua queda retenida y el caudal del río disminuye en invierno, experimentando incrementos notables de caudal con el deshielo (primavera), lo que repercute en el régimen fluvial.

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  La litología, es decir, el tipo de roca y sus características, puede favorecer la escorrentía superficial o, por el contrario, facilitar la infiltración del agua y la formación de acuíferos. Es importante el tipo de roca sobre la que discurre un río y el grado de permeabilidad de la misma, así como la forma de discurrir del cauce, hecho que está en función de los materiales que atraviesa. Esto permite establecer diferencias entre la densidad de drenaje: Las rocas calizas, al ser muy porosas o permeables, hacen que la escorrentía superficial sea mínima, dominando los ríos que vierten sus aguas a sumideros y que reaparecen en las surgencias cársticas, dominando la escorrentía subterránea (ej. Ojos del Guadiana). Las rocas silíceas (margas, granitos, esquistos y pizarras), dominantes en el oeste peninsular, son muy poco permeables, lo que favorece la escorrentía superficial. Las rocas arcillosas, propias de las cuencas sedimentarias y depresiones, así como en llanuras costeras, son muy impermeables, y favorecen también la escorrentía superficial y la formación de cárcavas.

c) La vegetación

La vegetación retiene el agua de las precipitaciones, evita el desplazamiento rápido de las aguas por las laderas, favorece la infiltración del agua, ralentiza el proceso de incorporación del agua de lluvia a los cauces, dificultando la erosión, lo que se traduce en una mayor disponibilidad y riqueza hídrica, en zonas más densamente cubiertas por un tapiz vegetal, al favorecer la formación de acuíferos y de cursos permanentes de agua. En un suelo desprovisto de vegetación o con vegetación poco densa, las filtraciones del agua son menores, aumenta la evaporación y el agua de arroyada fluye más rápidamente, erosionando y destruyendo el suelo, generando los badlands o tierras baldías. De ahí que la reforestación de las cuencas altas fuese un anhelo de los naturalistas, tanto para la protección medioambiental como para la regulación de caudales.

La acción humana, como consumidor de agua para sus múltiples actividades -la de almacenar agua para consumo humano y usos agrícolas o industriales-, repercute en la cantidad de agua disponible. Las personas modificamos también los caracteres de la red fluvial mediante la construcción de infraestructuras de regulación, como los embalses, que tratan de regular las cuencas hidrográficas para disminuir los riesgos de inundaciones y los efectos de las crecidas, así como paliar los profundos estiajes de muchos de nuestros ríos;  las presas, que también se utilizan para generar electricidad, o el trazado de canales y trasvases, que modifica y reducen el volumen del agua de los ríos. Con independencia de la merma de caudal que suponen los antedichos usos del agua, su retención en pantanos altera el régimen del río, cuyas aguas dejan de fluir conforme a las secuencias marcadas por la naturaleza para hacerlo conforme a la voluntad humana, que ha logrado domesticar a los ríos.