В Новосибирской области насчитывается 7427 рек (длиной более 10 км) общей протяженностью 29 107 км и относящихся к двум водосборным площадям. Восточная и крайняя северо-западная части района относятся к водосбору реки Обь, а остальные части представляют собой бессточные участки между реками Обь и Иртыш (левый приток Оби). Река Обь протекает через восточные районы частью своего верхнего и среднего течения и в нее впадают реки Бырд, Иня, Шегарка и др. К северо-западу своими верхними и средними течениями впадают реки Омь и Тара, правые притоки Иртыша. В обширных устьях протекают реки Чулим (с притоком Каргат), Карасук и Баган. Речная сеть в районе развита неравномерно, с наибольшей густотой в правой части бассейна Оби и меньшей в бассейне Иртыша. В засушливых южных районах речная сеть развита слабо, а в крайних западных частях постоянно текущих рек практически нет. В связи с равнинным характером рельефа на большей части района реки имеют равнинный характер своего течения и только в Салаирском кряже приобретают полугорный характер. Питание их смешанное с преобладанием снега, а для рек в районах стока оно достигает 90%. В целом процент снегового питания рек увеличивается с севера на юг, а процент дождевого и подземного обратного питания — с юга на север. Режим реки характеризуется высокими весенними паводками и периодическими паводками в результате проливных дождей в летний период и выраженной зимней межени. Они замерзают в конце октября или начале ноября и оттаивают в конце апреля.

В Новосибирской области насчитывается около 6 тыс. озер и искусственных водоемов общей площадью около 5,68 тыс. км², а свыше 3,5 тыс. озер имеют площадь свыше 10 га. Их распространение по территории района неравномерно, так как большая их часть расположена в западной и центральной частях. Большинство озер в течение года значительно меняют свою площадь, и многие из них за летний сезон пересыхают. По происхождению озера делятся на:

• остаточные в долинах древних рек,
• реликтовые — остатки большой озерной котловины в древности,
• тугайные (старые),
• вторичные болота.

Самое большое озеро Новосибирской области и одно из крупнейших в России — реликтовое озеро Чаны (Большие Чаны, до 2 тыс. км²). Другие крупные озера: Убинское озеро, Сартлан, Малые Чаны, Урюм и другие. На р. Обь построено крупное Новосибирское водохранилище (1070 км²).

Водно-болотные угодья и болота занимают 17,21% территории Новосибирской области — 30 596 км². Здесь находится часть самой крупной в России и одной из крупнейших в мире болотных систем — Большого Васюганского болота. Новосибирская область занимает второе место по заболоченности после Томской области в Сибирском федеральном округе и третье по площади болот и заболоченных земель после Красноярского края и Томской области.