L'hydrobiologiste effectue le bilan détaillé et le diagnostic de l’état biologique des milieux aquatiques (cours d’eau, ruisseaux, rivières ou plans d’eau).
On fait ainsi appel à son expertise lors de phénomènes anormaux (mortalité excessive d'une espèce de poissons, face, développement anormale de certaines algues, couleur anormale de l'eau), dans le cadre de mesures préventives ou plus largement pour des bilans, des suivis d'études (étudier l'impact sur l'environnement d'une centrale nucléaire ou d'une autoroute, suivre l'évolution d'un programme de repeuplement des rivières ou de gestion piscicole, évaluer la dangerosité des rejets d'une usine au sein d'une rivière, analyser la qualité des écosystèmes d'une rivière..).
Il peut être également sollicité en appui de la réalisation d'un projet. Ainsi en cas de l'aménagement d'une station d'eau potable, on peut solliciter son avis pour définir les pratiques agricoles recommandées au niveau de la captation de la source.
C'est donc à la fois un homme de terrain, un homme de laboratoire et un chercheur. Mais il doit être aussi un bon communicant, un bon pédagogue et vulgarisateur car il est amené à présenter et défendre ses conclusions auprès de décideurs locaux ou d'industriels. Il doit aussi savoir convaincre en développant des arguments techniques, juridiques, économiques et écologiques.
Son rôle d'étude et d'intervention est déterminé par l'organisme employeur (organisme de recherche, établissement public, bureau d'études, association). Selon la structure pour laquelle il travaille, l'hydrobiologiste peut être assisté de techniciens.
L'ingénieur hydrobiologiste définit les protocoles d'intervention, les échantillons à prélever. Il planifie et programme les campagnes d'études puis synthétise ses résultats. En cas de pollution, il propose des solutions pour améliorer la qualité biologique des eaux dans le cadre des règlements en vigueur et des moyens disponibles. Dans le cas de programmes complexes, l'hydrobiologiste peut travailler en équipe pluridisciplinaire avec des botanistes, des zoologistes
L'hydrobiologiste travaille pour le compte des grands établissements publics à caractère scientifique et technologique (CNRS, l’INRAE, l’IRD, le CIRAD, IRSTEA...), des établissements publics (Agences de l’eau, Directions régionales de l’environnement, Conseil supérieur de la pêche, CEMAGREF...), des opérateurs d'eau spécialisés dans l'assainissement ou la potabilisation (EDF, Véolia environnement, Suez environnement, Saur, ...), des industriels (production d'énergie, fabricants ...), des laboratoires, des collectivités territoriales, des bureaux d’études, des associations (Fédérations de pêche, Centres permanents d’initiatives pour l’environnement…).