本发明公开了一种流域河网结构的提取及存储方法，首先对流域栅格流向数据进行首次遍历，获取并存储与每个栅格单元直接相连的上下游紧邻栅格信息；在确定流域出口栅格之后，自下而上对栅格流向数据进行第二次遍历，向上游逐层定位当前处理层内各个栅格的上游紧邻栅格，并在多层分叉树数据结构的下一层存储所有当前处理层内栅格的上游紧邻栅格；当多层分叉树所有层内的栅格全部判断完毕后，完成流域河网结构的提取及存储。该方法可直接根据栅格流向确定各个栅格在河网中的上下游关系，进而通过高效的栅格遍历获取流域单流向河网的水流路径，并以分层多叉树存储河网结构，提高数据提取效率和利用的便捷性。