武汉市位于长江中游，长江从市境中央横贯东下，江北有汉水纵向来汇，分割市区为武昌、汉阳、汉口三部分，形成武汉三镇隔水相峙的格局。长江武汉段有8条支流，依其流向分别从南北注入长江。这些河流港汊又与诸多湖泊串联，不仅是武汉市水运网络的主干，又为武汉市工农业生产、人民生活用水提供丰富的水资源。
境内水域面积有1370平方公里，占全市总面积的16.76%。主要河流有8条，其基本特征如下：
长江 中国第一大河，其干流由汉南区流入市境，经汉南区、汉阳县、武昌县、黄陂县，在青山区白浒山下离市区，由新洲县向家湾出境。
市区江段流程为60公里，市辖县流程为85公里，合计长江武汉段市境流程145公里；其江面宽度一般为1000～1200米，最宽处达3400米。最高水位为1954年8月18日的29.73米，江水深45米，最大流速每秒3米；最低水位为清同治四年正月初九（1865年2月4日）的10.08米，江水深26米，流速每秒1米。江底砂砾层一般厚25米，江水常温平均16～19℃，属弱碱性淡水。
长江在武汉市境内北纳东荆河（又称通顺河）、汉水、府河（沦水）、滠水、倒水、举水等支流，南接金水、巡司河、青山港等较大支流。长江武汉段为顺直分汊河型，江水上自汉南区入境后，主流流向在洪水和枯水期有所不同。枯水期主流偏左岸下行，遇白沙洲分为两股，主流居左沿汉阳区荒五里边滩，下行至汉阳边滩过渡到右岸，与另一股经白沙洲右汊潜洲右缘鲇鱼套而下的支流，汇合于长江大桥上游500米处。然后主流从大桥第七孔下泄，接汉水来水贴武昌岸而下。至徐家棚附近，被天兴洲又分为两股，主流沿右岸蒋家墩进入右汊，并逐步过渡到天兴洲右缘，贴岸流至武钢工业港出洲尾后，再次向左岸水口过渡，被天兴洲头分割的左汊水流自石油码头贴谌家矶、西流湾、五通口、沙口而下汇合主流后贴阳逻岸下，至龙口附近又逐渐过渡到右岸，经白浒山出境。
洪水期杨泗矶受大军山挑流之势，主流折向左岸沌口，入白沙洲右汊中部，沿杨泗港而下，靠长江大桥汉阳岸4号孔泄出，接汉水来汇，主流又偏右岸，流至天兴洲，分左右两股下行，抵沙口附近汇流，靠阳逻岸而下，经白浒山离境。
长江武汉段的南北岸有几对山矶，即纱帽山与赤矶山、大军山与砣船矶、小军山与杨泗矶、哈蟆矶与石嘴、龟山与蛇山、谌家矶与青山以及阳逻十里长山等节点，控制江水横向摆动。为此，此段河床基本稳定，岸基变动不大，并以龟山与蛇山为共轭点，分为上下两截。上截几个节点，约束长江在此呈现藕节状江段，龟山与蛇山之间的江面窄而水深，江宽为1160米。自此以下，江面渐宽，至青山处宽达3400米，江水既浅，且被天兴洲割为两股。多年来主流左右滚动，至本世纪初，主流线稳在右岸，其流量占总流量的90%，天兴洲南缘被江水冲刷塌缩，年幅度达0.3公里，而北缘淤积增多，洲体北移，右汊遂辟为主航道。
汉水 有沔水、夏水、襄河、汉江等称。其干流有3个河段，从源头至丹江为上游，长890公里；下至钟祥县皇庄为中游，长270公里；再下至武汉龙王庙为下游，长382公里，干流全长为1542公里。汉水从西向东由汉川县张湾乡流入市境，在新沟水口左岸进入东西湖区，抵汉口集家嘴汇入长江，境内流程62公里；其中市区流程为48.8公里。
汉水河道在市境弯曲狭窄，且多分汊，河势左右摆动，水流冲刷两岸崩塌严重。新沟河段为一急弯，弯曲半径甚小，河岸逐年被冲刷塌崩。1963年8月，在弯颈附近冲出新水道，新老河床同时过水，截弯后，流程缩短1.3公里，比降流速增大，加之河岸抗冲力差，致使新河道冲深扩宽，老河道受回流影响于1964年淤塞，汉水全部改走新道。
汉水注长江之口，两岸无山矶控制，历史上河水多次改道入江。两宋时，汉水有两个入江口，且并存于龟山南北两侧，两支分流流量时有强弱。明成化初，汉水在郭师口（一作郭司口）一段裁弯取直，龟山南侧河道从此淤塞。自此汉水注江定位于龟山北麓，汉口即从汉阳县析出。汉水武汉段有弯道22处，主要弯道为水口段、杨柳青吕家湾段和刘家台段3处，进入市区有易家墩、陈家墩和罗家墩3处。汉口附近河宽为200米左右。
汉水武汉河段水文泥沙特征对河床变化有一定影响。据仙桃水文站数据显示，汉水下流最大流量为每秒14600立方米，最小为每秒180立方米。按年径流总量测算，年平均输沙率最大为每秒5030公斤，最小为每秒487公斤。在均县丹江口水利枢纽工程建起后，汉水输沙量显著减少，前后相差3.37倍。
东荆河（古称沌水）发源于汉水下游南岸龙头拐，是汉水下游唯一的天然分洪道，由沔阳县龙家台入境，向东流经曲口，在汉阳县南部与杜家台洪道汇合后，至汉阳沌口镇以南注入长江，市境流程55公里，流域面积3782平方公里。
东荆河自大洞口至沌口镇一段长17公里，此段河面开阔，水清碧透，洪水期河宽约500米，枯水期河宽100米左右；春冬季水深2～3米，夏季水深达10米；一般流量每秒1000立方米，汛期最大流量每秒达6000～8000立方米。旧时，东荆河经常泛滥成灾。解放后，沿河两岸人民筑堤建闸，基本根除水患。
府河 有两个河段，上段名涢水、界河；下段名沦河、朱家河。府河发源于湖北随州市大洪山北麓，原流经随县、安陆、应山、云梦、应城、汉川六县入汉水。1959年湖北省治理汈汊湖，改府河下流由云梦东进孝感，至卧龙潭与澴水汇合，再入市境黄陂县与滠水并流，流经东西湖北面，在汉口谌家矶入长江，市境流程48公里。
滠水 源头有两处，即大悟县的老君山和小悟山。自大悟县河口镇进入黄陂县，从北到南纵穿黄陂县境，至五通口与谌家矶之间的江嘴入汇长江，市境流程105公里。
倒水、举水 发源于鄂豫交界的大别山区，流域面积分别为1793和4045.6平方公里。倒水自红安南入境，上流比降大，水流如倾倒，故名；举水自麻城县南入境。两河自北向南纵贯新洲县，分别在该县的龙口和大埠镇入长江，境内流程分别为43和51.4公里。
金水河（又名涂水、渰水）发源于鄂东南幕阜山，流域面积为2676平方公里。自咸宁县斧头湖入境，流经武昌县西南部，在金口镇汇入长江，境内流程43公里。
按汉口水文站及各支流实测水文资料计算，长江多年平均径流量（汉口测量断面）为7070亿立方米（其中汉水388.4亿立方米、金水16.73亿立方米、府河0.78亿立方米）。汉口站以下三水（滠水、倒水、举水）为36.73亿立方米。全市多年平均过境地表径流量为7106.55亿立方米。除河流、湖泊外，全市还有较大的渠道45条，全长558.78公里；有较大的河港107条，全长339.81公里。
