Каждая река вместе с притоками (1-го, 2-го порядка и так далее) образует речную систему.

Закономерные изменения состояния реки, проявляющиеся в виде суточных, сезонных и многолетних колебаний уровня и расхода воды, ледовых явлений, температуры воды, количества переносимых потоком наносов, состава и концентрации растворенных веществ, определяют режим реки; он зависит, главным образом, от характера питания реки и климатических условий местности.

На территории РТ около 4 тысяч рек длиной от нескольких сотен метров до нескольких сотен километров. Большая часть из них малые реки длиной менее 100 км, площадь водосбора каждой до 2 тысяч км2.

К крупным рекам (длиной более 500 км) относятся Волга, Кама, Вятка, Белая; 20 рек (Ик, Свияга, Большой Черемшан, Кондурча, Иж, Степной Зай, Шешма, Мёша, Малый Черемшан, Кубня, Мензеля, Казанка и другие) длиной более 100 км, около 400 рек – не менее 10 км.

Все реки, протекающие по территории республики, относятся к волжскому бассейну, их суммарная длина свыше 20 тысяч км.

Средняя густота речной сети в Восточном Предкамье 0,37 км/км2, максимальная густота (0,48 км/км2) в бассейне рек Иж и Тойма, минимальная густота (0,33 км/км2) в Западном Закамье, особенно в бассейне рек Утка и Бездна (0,20–0,25 км/км2).

До 60–80% годового стока обеспечивает снеговое питание, оставшуюся часть – подземное и дождевое. Модули годового стока колеблются в пределах 3–5 л/с·км2; наибольшие его значения (до 10 л/с·км2) в бассейне Илети, Казанки, Шошмы, наименьший сток (1–1,5 л/с·км2) на песчаных левобережных террасах Волги и Камы.

Для всех рек республики характерно весеннее половодье продолжительностью от 30 до 60 дней, которое начинается обычно в последних числах марта на юго-западе Предволжья (на левых притоках Свияги) и с первой пятидневки апреля на севере Предкамья (в бассейнах Шошмы и Ижа). За период половодья слой стока составляет в среднем 80 мм, от 20–60 мм на песчаных левобережных террасах Волги, Камы, Вятки до 100–140 мм на севере Западного Предкамья.

В период летней межени уровень воды в реках сильно падает, а некоторые реки, особенно в Западном Закамье, пересыхают. За время прохождения ливневых осадков летняя межень прерывается паводками в среднем 2–3 раза, в бассейне Свияги – до 4–6 раз. При этом расходы воды в реках возрастают в среднем до 10 раз, на самых малых – до 25 раз.

Осенью наблюдается небольшой подъем уровня воды, главным образом за счет уменьшения испарения и транспирации (осенние осадки расходуются на пополнение запасов грунтовых вод).

Зимой на реках наблюдается устойчивая межень, запасы подземных вод, питающих реки в этот период, постепенно истощаются, расходы воды уменьшаются в 1,5–2 раза по сравнению с летними. Появление льда на реках наблюдается в среднем с 31 октября (бассейн Ижа) по 6 ноября (бассейны Большого Черемшана, Ика); через 7–10 дней после этого на большинстве рек образуется устойчивый ледостав; толщина льда к концу зимы достигает 50 см на юге Западного Закамья и 75–80 см и более в северных и восточных районах республики. Полное исчезновение льда происходит во второй декаде апреля.

По составу растворенных солей воды в основном гидрокарбонатно-хлоридно-кальциевого и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевого типов. Минерализация воды на большую часть территории 250–500 мг/л, местами до 500–750 мг/л. Мутность воды в среднем 440 мг/л; на юге Предволжья с легкоразмываемыми глинистыми породами мезозоя до 1500 мг/л и более.

На территории РТ созданы крупнейшие Куйбышевское водохранилище на Волге и Нижнекамское водохранилище на Каме, имеющие комплексное назначение, а также Заинское водохранилище на реке Степной Зай и Карабашское водохранилище на реке Бугульминский Зай.

В целях водоснабжения, орошения, рыборазведения образовано также множество прудов.