در این مطالعه ابتدا آمار 27 سال (از 1366 تا 1392) بارش ایستگاه باران سنجی استان به عنوان پایه آماری مشترک در بررسی تغییرات زمانی بارش مورد توجه قرار گرفت. سپس صحت و همگنی داده‌های مورد بررسی و داده‌های ناقص هر ایستگاه با استفاده از داده‌های ایستگاه‌های مجاور از طریق روش ضریب همبستگی مورد بازسازی قرار گرفت. در مرحله بعدی با استفاده از روش میانگین متحرک، روند دوره‌های خشک و مرطوب به وسیله آمار دراز مدت بارش اندازه‌گیری شد. سپس با استفاده از شاخص استاندارد شده بارش (SPI)، به پایش و تجزیه و تحلیل میزان و تداوم خشکسالی‌های سالانه پرداخته شد. سپس با استفاده از روش درون‌یابی کریجینگ، به پهنه‌بندی توزیع خشکسالی در سطح استان، مبادرت و مشخص شد که از ابتدای دوره مطالعه تا حوالی سال 1377، استان یک دوره ترسالی و تا سال 1381 یک دوره خشکسالی را طی نموده است. پس از آن تا حوالی سال 1384 بارش استان در حد متوسط بوده و پس از آن کل استان در خشکسالی به سر برده است. همچنین روند آمارها نشانگر افت کلی در بارش استان به میزان حدود 200 میلیمتر در طی 27 سال می‌باشد و نیز نشانگر تغییر اقلیم در این استان می‌باشد. بررسی‌ها نشان داد که مناطق شمالی استان که بارش بیشتری از نواحی جنوبی آن دریافت می‌کند، در خشکسالی‌ها میزان کاهش بارش بیشتر و در ترسالی‌ها افزایش کمتری نسبت به میانگین بارش در مقایسه با مناطق جنوبی استان ایلام دارد.