El sistema formado por el suelo y el cultivo tiene unos aportes y unas salidas de agua. Sin tener en cuenta el riego, estas cantidades no son iguales, por lo que el contenido de humedad del suelo irá cambiando, quedando de manifiesto el papel del suelo como almacen de agua.

Las entradas de agua pueden ser debidas a la lluvia (LL) o al riego (R). Por su parte, las salidas de agua se deberán a la evapotranspiración (ETP), la escorrentía (S) y la filtración profunda (Fp).

Se considera un sistema de riego bien diseñado aquel cuya escorrentía y filtración profunda es cero. De esta forma , la cantidad de agua que necesita el cultivo y se ha de aportar con el riego o "Necesidades netas de riego (Nm)" corresponderán con la diferencia  entre la cantidad de agua  que el conjunto suelo-planta pierde (la evapotranspiración) y el agua que se aporta de forma natural (la lluvia).

Esta cantidad de agua, expresada en altura de lámina de agua por metro cuadrado de superficie de suelo, se denomina lámina de agua requerida. Por ejemplo, una lámina de agua requerida de 50 milímetros de agua corresponderá a:

50 milimetros = 0,05 metros = 0,05 m³/m² = 50 litros/m² = 500.000 litrso/ha= 500 m³/ha.

Pero no todo el agua que aportamos al suelo es aprovechada por la planta (parte se pierde por escorrentía, filtración profunda. Definimos la "Eficiencia de aplicación del riego" al porcentaje de agua que aprovechan las raíces con respecto del total aplicada. Su valor es diferente para cada método de riego, aspersión, superficie, riego localizado y dentro de cada uno de ellos distinto según cada sistema. A titulo orientativo exponemos los siguientes valores:

En riego localizado los valores más frecuentes se sitúan próximos al 90%.

Por lo tanto conociendo la eficiencia de aplicación se pueden determinar las necesidaes brutas (Nb), o sea, la cantidad real de agua que ha de aplicarse durante el riego para satisfacer las necesidades netas de riego.. Se calculan utilizando una fórmula muy simple:

A la lámina de agua que supone la cantidad de agua aportada con las necesidades de riego brutas se llama lámina aplicada.

En el caso en que haya que destinar una cantidad para el lavado de sales, las necesidades de riego brutas se calcularán teniendo en cuenta dicha cantidad. Así, ha de conocerse el valor de las necesidades de lavado y transformarlas en fracción de lavado (simplemente dividiendo por 100).