Il Piemonte presenta, conformemente alla disposizione a semicerchio delle catene montuose delle Alpi Occidentali, una rete idrografica disposta a raggiera dove si evidenziano i due bacini idrografici dei fiumi Po e Tanaro.
I principali affluenti in sinistra idrografica sono i fiumi: Pellice, Chisone, Sangone, Dora Riparia, Stura di Lanzo, Orco, Dora Baltea, Sesia, Agogna, Ticino; quelli in destra idrografica: Varaita, Maira, Tanaro, Bormida e Scrivia.
Se si escludono il Po e il Ticino, i corsi d’acqua piemontesi hanno quasi tutti portate molto variabili, con regime per lo più torrentizio, con magre estive e invernali e rovinose piene autunnali e primaverili.
Dal punto di vista quantitativo, il volume della massa complessiva che annualmente defluisce nella sezione del Po è stimato in 14,5 miliardi di m3 in prossimità di Pieve del Cairo (appena oltre il confine regionale), con una portata media annua corrispondente di 460 m3/s; la portata definita semipermanente (che rappresenta il valore minimo presente per almeno 182 giorni/anno) è pari a 380 m3/s.
Il bacino lacustre più esteso è il lago Maggiore, alimentato principalmente in terra svizzera dal fiume Ticino e in Piemonte dal fiume Toce; sono poi presenti altri laghi di ridotte dimensioni.
Una minima parte dei deflussi superficiali piemontesi è regolata da invasi artificiali con capacità superiore a 1 milione di m3 o di altezza dello sbarramento superiore ai 15 m, per un totale di circa 52.000 milioni di m3. Alcuni invasi, pur essendo ubicati fuori dal territorio regionale, influenzano il regime idrologico dei corsi d’acqua piemontesi: 2 in Liguria, 11 in Valle d’Aosta e 1 in Francia.
Nel territorio della regione Piemonte sono presenti 17 sottobacini idrografici principali che confluiscono direttamente nel fiume Po, suddivisi in ulteriori 34 aree idrografiche per una superficie totale di 25.285 km2.
Sono stati individuati, inoltre, 683 bacini elementari che rappresentano entità territoriali unitarie chiuse con sezioni idrografiche di particolare interesse, importanti per i deflussi e/o per la presenza di significativi impatti antropici.