Diversos centros de población, actividades económicas y ecosistemas de la zona central del país dependen fuertemente de los recursos hídricos depositados y almacenados en la Cordillera de Los Andes. Ante esto, el estudio de las condiciones hidrológicas en que se acumulan y agotan estos recursos se hace relevante. Sin embargo, las duras condiciones meteorológicas en altura, sumadas al difícil acceso al interior de la Cordillera, han llevado tanto a registros hidrometeorológicos escasos como a un conocimiento insuficiente sobre sus procesos hidrológicos. En el presente trabajo, se estudian distintos aspectos de la hidrología de montaña de las cuencas altas de los ríos Aconcagua, Maipo y Rapel. Para esto, se plantearon 3 ejes generales de trabajo que cubren tanto aplicaciones operacionales como de investigación científica. En el primer eje, se evalúa la red de monitoreo de montaña actualmente instalada y se establecen las zonas con un monitoreo deficiente. Posteriormente, basándose principalmente en el estándar SNOTEL, se propone una nueva red que cubre las cuencas sub-monitoreadas y satisface los criterios y estándares propuestos. En segundo lugar, se realizó una modelación hidrológica mediante el modelo de base física WEAP. Como una aplicación de esta modelación se elaboró una metodología de pronóstico de caudales de deshielo basada en la estimación estadística de gradientes de precipitación anuales en zonas sin información. Paralelamente, se incluyó al modelo FTXZ, de base estadística. Los resultados muestran que tanto WEAP como FTXZ pueden pronosticar los caudales de deshielo con una seguridad similar a la del pronóstico actualmente realizado por la DGA. Posteriormente, usando la información proveniente de 12 modelos de circulación general de la atmósfera, se estimaron los efectos del cambio climático sobre el almacenamiento nival y la escorrentía superficial de las cuencas. Estas proyecciones - descenso en la precipitación y aumento en la temperatura - muestran que a finales del siglo XXI los caudales anuales y el almacenamiento nival máximo se verían disminuidos ampliamente al mismo tiempo que se registraría un adelantamiento del peak de deshielo.