流域内所有河流、湖泊等各种水体组成的水网系统，称作水系。其中，水流最终流入海洋的称作外流水系，如太平洋水系、北冰洋水系；水流最终流入内陆湖泊或消失于荒漠之中的，称作内流水系，如塔里木河水系，阿姆河、锡尔河组成的咸海水系。流域面积的确定，可根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面积。河流的流域面积可以计算到河流的任一河段，如水文站控制断面，水库坝址或任一支流的汇合口处。

从形状来看，水系分成以下几个类型。

干支流呈树枝状，是水系发育中最普遍的一种类型，一般发育在抗侵蚀力较一致的的沉积岩或变质岩地区。如西江上游接纳柳江、郁江、桂江等支流。

干支流组合而成的流域轮廓形如扇状的水系。如海河水系。北运河、永定河、大清河、子牙河和南运河五大支流交汇于天津附近，之后入海。这种水系汇流时间集中，易造成暴雨成灾。

干流两侧支流分布较均匀，近似羽毛状排列的水系。汇流时间长，暴雨过后洪水过程缓慢。如西南纵谷地区，干流粗壮，支流短小且对称分布于两侧，是羽状水系的典型代表。

支流近似平行排列汇入干流的水系。当暴雨中心由上游向下游移动时，极易发生洪水。如淮河蚌埠以上的水系。

由干支流沿着两组垂直相交的构造线发育而成的。如闽江水系。

此外还有梳状水系，即支流集中于一侧，另一侧支流少。放射状水系及向心状水系，前者往往分布在火山口四周，后者往往分布在盆地中。通常大河有两种或两种以上水系组成。

水系从最后的结果来看，还能分成内流水系和外流水系。

水流最终流入内陆湖泊或消失于荒漠之中的，称作内流水系。如塔里木河水系，阿姆河、锡尔河组成的咸海水系。

水流最终流入海洋的称作外流水系。如太平洋水系、北冰洋水系。

水系的特征可以用各种计算参数表示。①河网密度。水系总长与水系分布面积之比，表示每平方公里面积上河流的长度。其大小与地区的气候、岩性、土壤、植被覆盖等自然环境以及人类改造自然的各种措施有关。在相似的自然条件下,河网密度越大,河水径流量也越大。

②河系发育系数。各级支流总长度与干流长度之比。一级支流总长度与干流长度之比称为一级河网发育系数，二级支流总长度与干流长度之比称为二级河网发育系数，等等。河流的发育系数越大，表明支流长度超过干流长度越多，对径流的调节作用越有利。

③河系不均匀系数。干流左岸支流总长度和右岸支流总长度之比，表示河系不对称程度。不均匀系数越大，表明两岸汇入干流的水量越不平衡。

④湖泊率和沼泽率。水系内湖泊面积或沼泽面积与水系分布面积（流域面积）之比。由于湖泊或沼泽能调节河水流量，促使河流水量随时间的变化趋于均匀，减少洪水灾害和保证枯水季节用水。因此，湖泊率和沼泽率越大，对径流的调节作用越显著。