Deux facteurs principaux influencent la formation des inondations : 

• La pluviométrie : quantité de pluie, durée et superficie sur laquelle elle tombe ; 
• Le sol sur lequel tombent, puis s’écoulent les eaux de pluie, notamment sa capacité d’infiltration et sa pente. 

Lorsqu’il pleut, les gouttes d’eau qui tombent au sol peuvent suivre plusieurs chemins : 

• La plupart du temps, l’eau va majoritairement s’infiltrer dans le sol.
  Cette eau pourra ensuite :
  • S’écouler de façon horizontale, à vitesse modérée, en suivant la pente du sol (écoulement de « subsurface »)
  • Être consommée par la végétation ; 
  • S’infiltrer plus profondément vers le sous-sol, où elle sera stockée dans des petits espaces au milieu des roches (fissures), ou dans des « nappes » (dans les espaces laissés libres entre les graviers, sables, …), ou dans des cavités souterraines plus ou moins grandes. Une partie de l’eau accumulée dans le sous-sol s’écoulera également de façon horizontale, de façon très lente, en suivant la pente du sous-sol ; 
• Dans certains cas, une partie de l’eau peut s’écouler à la surface du sol : on dit qu’elle « ruisselle ».
  Une pente importante favorisera la formation d’un volume de ruissellement et une vitesse d’écoulement importants. Un sol imperméable (ou peu perméable) et/ou saturé en eau favorisera la formation d’un volume de ruissellement important également. Néanmoins, un sol très sec peut devenir quasi-imperméable et ainsi favoriser le ruissellement ! ; 
• L’eau restante retournera dans l’air par évaporation.

Lorsqu’il pleut beaucoup (soit sur une longue période, soit une grande quantité en peu de temps), une part plus importante de l’eau va s’écouler horizontalement, en particulier dans le sol et à la surface, en suivant le sens de la pente. 

Une partie de cette eau peut s’écouler et s’accumuler en surface, soit le long des pentes (avec des vitesses fortes et des hauteurs faibles), soit sur des terrains plats ou en « cuvettes » (avec des vitesses faibles et des hauteurs pouvant dépasser 1 mètre localement), inondant les terres avant même d’arriver jusqu’à un cours d’eau : ce sont les inondations par ruissellement. 

Une partie de cette eau, ainsi que les eaux s’écoulant dans le sol et le sous-sol, vont ensuite rejoindre les cours d’eau. Si la pluie tombe en quantité suffisante, sur une surface suffisamment importante, le niveau de ces cours d’eau augmente significativement (crue), pouvant entraîner des inondations par débordement dans leur lit majeur. La largeur du lit majeur, et donc la largeur de la zone inondable, varie de quelques mètres à plusieurs kilomètres. 

Enfin, lorsque le sous-sol est saturé en eau, et si la « nappe » d’eau souterraine est suffisamment proche du sol, elle peut également remonter au-delà du niveau du sol : ce sont les inondations par remontée de nappe. 

Ces trois types d’inondation ont des dynamiques distinctes, classés ci-dessus du phénomène le plus rapide et bref, au phénomène le plus lent et long. En termes de localisation, ils peuvent apparaître dans des lieux distincts, ou bien toucher une même zone, parfois de façon concomitante, auquel cas ils s’aggravent mutuellement. 

Les inondations font partie du cycle naturel des rivières, nécessaire à leur bon fonctionnement, et apportent également des bénéfices pour les êtres humains.

En effet, les inondations par débordement de cours d’eau : 

• Alimentent les nappes « phréatiques » (eau stockée dans le sous-sol à faible profondeur) qui les longent. L’eau ainsi stockée sera restituée au cours d’eau lors des périodes où le niveau sera faible (périodes d’ »étiage ») et pourra également être utilisée pour les activités humaines (eau potable, irrigation, …) ; 
• Offrent les conditions de développement à de nombreuses espèces animales et végétales, notamment en maintenant (ou en mettant temporairement) en eau des milieux « annexes » (mares, bras morts, prairies humides, …), qui présentent une biodiversité très riche ; 
• Apportent des sédiments et des nutriments dans le lit majeur, permettant d’améliorer la fertilité du sol.

Toutefois, au-delà de leur caractère naturel, les inondations par débordement de cours d’eau sont influencées par les nombreux aménagements et activités humains : zones urbaines conduisant à l’imperméabilisation des sols, remblais routiers, ponts, barrages, changement climatique induit par les émissions de gaz à effet de serre… 

La préservation et la reconquête de l’espace nécessaire au cours d’eau, pour déborder et se déplacer au fil du temps, est un impératif pour réduire les risques et préserver les bénéfices apportés lorsque le cours d’eau fonctionne normalement.

Les inondations par ruissellement apparaissent lorsque le sol et les dispositifs de gestion des eaux pluviales, lorsqu’ils existent, ne peuvent plus absorber toute l’eau apportée par la pluie.

Cela peut être dû à un sol imperméable ou très peu perméable (béton, bitume, sol argileux mis à nu, …) ou à un sol gorgé d’eau. Ce phénomène apparaît généralement lors de pluies très fortes. 

Si le terrain est pentu, l’eau va s’écouler sur de faibles hauteurs, avec de fortes vitesses. Si la vitesse est suffisamment rapide, l’eau pourra éroder les champs agricoles (potentiellement avec des coulées de boues) et emporter des objets, voire des personnes. 

Si le terrain est plat, l’eau va stagner et s’accumuler. En particulier, si le terrain est plus bas que les terrains alentours (« cuvette ») et si la zone qui alimente ce secteur (« bassin versant« ) est importante, l’eau peut potentiellement s’accumuler sur des hauteurs importantes (de l’ordre d’un mètre ou plus). 

Les inondations par ruissellement peuvent être très localisées, notamment en cas d’orage, et apparaître dans un temps très court (moins d’une heure après le début des fortes pluies). Par conséquent, elles sont très difficiles à prévoir et peuvent être dangereuses pour les personnes.

Du fait de la forte imperméabilisation des sols, en raison de l’urbanisation croissante, ce phénomène devient de plus en plus fréquent en zone urbaine. Mais il peut également survenir en zone rurale, en particulier lorsque les sols sont à nu dans les champs. 

Un autre facteur d’aggravation du phénomène est l’intensification des pluies extrêmes sous l’effet du changement climatique.