До присоединения к Москве новых территорий гидрографическая сеть города была представлена более чем 140 водотоками и 400 водоемами естественного и искусственного происхождения. С расширением в 2013 г. границ города количество рек и ручьев увеличилось более чем в два раза, прудов-в полтора раза (еще около 150 водотоков и около 200 водоемов).
Длина р. Москвы в пределах города составляет около 75 км. Русло реки средней извилистости. Глубина в пределах города 2-8 м. Практически на всем своем протяжении река зарегулирована системой плотин и шлюзов.
Река Москва в черте города является нижним звеном большой Московской обводнительной системы, охватывающей не только водосборную территорию города и ряда областей (Москворецкий водоисточник), но и верхнее течение Волги, передающей часть своего стока в р. Москву по каналу «Волга-Москва». Река Яуза, левый приток р. Москвы, впадает в неё на 163,55 км от устья в районе Большого Устьинского моста.
В черте города в р. Москву впадает 33 притока первого порядка, 9 из которых имеют открытое русло. Наиболее крупными притоками р. Москвы протяженностью более 25 км являются реки Яуза, Сетунь и Сходня, относящиеся к категории малых рек, имеющие полностью открытые русла и начинающиеся на территории Московской области.
К категории самых малых рек протяженностью от 10 до 25 км относятся притоки реки Москвы первого, второго и третьего порядка - реки Городня, Битца, Чертановка, Нищенка, Пономарка (Чурилиха), Раменка, Очаковка, Чермянка, Лихоборка, Хапиловка (Сосенка), Серебрянка, имеющие открытые и закрытые участки русла.
Остальные реки и ручьи на территории города относятся к мельчайшим рекам протяженностью менее 10 км или ручьям, большая часть из них заключена в коллекторы.