北に衣川、東に北上川、南に太田川と、三つの川が流れている。池、沼が多く、地名に「泉」の文字が見られるように、「瓜割り清水」や「独鈷水」など、水・泉が湧き出ている。

北部を流れる那珂川と南部に広がる千波湖の間に水戸駅を中心とする繁華街が形成されており、かつてはそれらを天然の堀とした水戸城が存在した城下町であった。また「水戸」という地名においても、那珂川の舟運の河港として盛え、水運の戸口とされていた事に由来している。

利根川・荒川・多摩川の下流域であり湿地帯であったが、江戸幕府開府以降は大規模な治水工事により多数の堀や川が張り巡らされていた。しかし、関東大震災や東京大空襲後の復興や高度経済成長期の経済発展を経て、その多くは埋め立てや暗渠化がされ、現在ではほとんどが道路となっている。

信濃川と阿賀野川が注いでいる。関屋分水開削以降、信濃川右岸（中央区側）の市街地は四方を川と海に囲まれ「新潟島」と呼ばれている。

揖斐川、長良川を始め市内に15本の一級河川が流れており水都と呼ばれている。市内には、初めて人工の湧水井戸に成功した掘抜井戸発祥の地があるほか、多くの井戸が存在し、地下水が豊富である。また、岐阜県西濃地方、滋賀県のみに生息が確認されているハリヨが市内に生息している。

古代に現在の上町台地に位置する難波津に難波宮の都がおかれ、ここを拠点に瀬戸内海各地や九州、さらには大陸との交易・交流によって、新しい技術や文化が大阪に持ち込まれたことから、水の都と呼ばれる。江戸時代以降、多くの水路が開削され橋の多さから「八百八橋」とまで言われたほどの水都である。大阪#近世の大坂も参照。水都大阪2009などを開催。

宍道湖と中海に囲まれた地域に位置する。中心市街地を宍道湖と中海を結ぶ大橋川が流れている。水郷水都全国会議の第一回は松江で開かれた。

太田川下流の三角州地帯に市街地が形成されている。

吉野川河口の三角州地帯に市街地が形成されており、市内は吉野川をはじめとした非常に多くの川が通っている。

うちぬきと呼ばれる地下水が豊富で、うちぬきがある地区は上水道代がかからないことや、水都橋、水都館等、水都と名の付く地名施設も多く「水の都」を称している。

多数の掘割が市内を通っている。詳細は柳川市#掘割を参照。

世界の都市（人口50万人以上）で唯一水道水源を100%地下水だけでまかなっている都市で、「世界一の地下水都市」とも言われている。

五ヶ瀬川を始め、大瀬川・祝子川・北川・沖田川・浜川など多くの河川が市内を流れており、その豊かな水郷としての性格から水の郷百選にも選ばれた。