Les facteurs naturels (la pente, la géologie, la taille du bassin versant…) mais aussi la structure du lit et des berges, la nature des sédiments présents dans le fond, les variations du débit… déterminent la forme du cours d’eau et son fonctionnement : c’est l’hydromorphologie.
Ainsi, l’aspect des cours d’eau évolue d’amont en aval mais également de façon transversale.
La combinaison hauteur d’eau / vitesses d’écoulement / substrat défini les faciès du cours d’eau.
Les cours d’eau naturels, qui n’ont pas subi de modification et qui ne présente pas d’ouvrages, se composent d’une mosaïque de faciès dont la diversité conditionne la richesse de la faune et la flore. Ces différents visages que prend la rivière ne sont pas figés dans le temps ; ils sont en perpétuelle mutation.
Pour permettre ou faciliter certains usages, les milieux aquatiques ont souvent été aménagés : on parle d’artificialisation.
Elle peut prendre des formes très variées : la modification du lit d’un cours d’eau et de ses berges, la construction d’ouvrages qui traversent les milieux (barrage, pont routier, etc.), l’extraction de sable ou de gravier, l’urbanisation du littoral, l’assèchement d’une zone humide, etc.
Les milieux dont la morphologie a été dégradée peuvent nécessiter des travaux de restauration écologique. L’objectif est de leur restituer des caractéristiques physiques naturelles, afin de permettre le rétablissement d’un fonctionnement normal et le retour d’habitats naturels, indispensables au bon état écologique. Par exemple, dans le cas d’un ruisseau ayant été creusé pour l’empêcher de déborder, il peut être nécessaire de recharger le fond en sédiments (sables et graviers) pour qu’il retrouve sa dynamique naturelle et puisse communiquer avec son lit majeur.