Se puede decir que, en realidad, el balance hídrico es un concepto anterior al ciclo hidrológico, pues el modelo de ciclo hidrológico en el que interviene la atmósfera surge en el siglo XVIII como consecuencia de estudios iniciados ya a finales del siglo XVII por la Academia Real de las Ciencias de París sobre la cuenca hidrográfica del Sena.
Estos estudios vendrían a poner de manifiesto que la precipitación de la cuenca fluvial del Sena era igual al caudal del río más la evapotranspiración. Con la hipótesis de partida de que lo que ocurría a nivel de esta cuenca se correspondía con un modelo global de circulación del agua, se hicieron otros estudios semejantes sobre otras cuencas, obteniendo resultados parecidos. Por eso, relacionando las precipitaciones con la condensación del agua, que anteriormente se evaporó sobre la superficie del océano y del continente, y asumiendo que el agua vuelve por evaporación a la atmósfera y fluye en estado líquido por gravedad a los océanos, se construyó el actual modelo de ciclo hidrológico.