L'hydrogramme unitaire est l'hydrogramme qui résulte d'un excès de pluie unitaire (par exemple 1 pouce) uniformément sur le bassin versant à un taux uniforme pendant une période donnée. Les hydrogrammes unitaires supposent une répartition uniforme des précipitations sur le bassin versant et une intensité uniforme pendant la durée de l'excès de pluie. En pratique, ces deux conditions ne sont jamais remplies.
Temps de décalage du bassin, défini comme le temps écoulé entre les occurrences des centroïdes de la pluie effective. et de l'hydrogramme de ruissellement pluvial, est un facteur important pour déterminer le temps jusqu'au pic de l'hydrogramme unitaire et l'intensité du débit de pointe.