黑河市域内有黑龙江、嫩江两大水系，支流众多，河网密集。黑龙江水系在黑河市域内主要支流有：法别拉河、公别拉河、逊别拉河、库尔滨河；嫩江水系在黑河市域内主要支流有卧都河、门鲁河、科洛河、讷谟尔河、乌裕尔河。另有松花江水系的一级支流呼兰河的较大支流通肯河。全市境内大小河流共有631条。

　　黑龙江干流有南北两源，南源为额尔古纳河，其上源为海拉尔河，发源于大兴安岭西麓；北源为石勒喀河，其上源为鄂嫩河，发源于蒙古国北部肯特山东麓。南北两源在黑龙江省漠河市洛古河村上游11千米处汇合后，始称黑龙江。黑龙江流经大兴安岭地区后，在黑河市爱辉区张地营子乡小新屯处流入黑河市域内，沿途经爱辉区上马厂乡、幸福乡(黑河市城区)、四嘉子满族乡、瑷珲镇、坤河达斡尔族满族乡，孙吴县沿江满族达斡尔族乡，逊克县干岔子乡、奇克镇(逊克县城区)、车陆乡，在车陆乡下道干村处出境，进入伊春地区。黑龙江流经黑河市域内长度355千米，属上中游江段，主要一级支流有法别拉河、公别拉河、逊别拉河、库尔滨河等，其上分别建有象山、西沟、二门山、库尔滨等水库电站。黑龙江沿程汇入的支流具有水位变幅较大、暴涨暴落的山区性河流特征，洪水流量大，历时短，而枯水期则流量小。

　　嫩江发源于大兴安岭伊勒呼里山南麓，经内蒙古自治区鄂伦春自治旗、大兴安岭地区的呼玛县、黑河市的嫩江市进入齐齐哈尔市后，于吉林省扶余市三岔河汇入松花江。嫩江全长1370千米，流经嫩江市域内长度404千米，属于上游江段，沿途经过多宝山镇、建边农场、长江乡、联兴乡、海江镇、嫩江镇(嫩江城区)、前进镇、临江乡，自大西江农场流出嫩江市域。嫩江在黑河市域内的一级支流有卧都河、门鲁河、科洛河、讷谟尔河、乌裕尔河等。讷谟尔河上建有山口水库、尼尔基水库等，科洛河上建有民兵水库。

　　通肯河是北安市与海伦市的界河，流经北安市域内长度104千米，属于中下游。通肯河是松花江水系的一级支流呼兰河的较大支流，为黑河市域内唯一属松花江水系的河流，在北安市域内有8条支流汇入此河。

　　黑龙江与嫩江江水泛滥造成的洪涝灾害是黑河地区最主要的自然灾害。《清实录》记载清乾隆十一年(1746年)水灾情况：“据将军傅森奏称：本年五月间，黑龙江地方因山水陡发，附近旗民人等田亩俱被水灾”。清同治十一年(1872年)，黑龙江水位出现高峰值，达100.35米，江水泛滥，淹没大面积农田。《黑龙江历史编年》记载1928年水灾情况：“6月27日嫩江县第四区：今日午后6时起降大雨，连续两个多月，忽阴忽雨，直到9月8日，‘天晴未雨者仅20余日’......小麦、大麦有五、六成，谷子、糜子有二、三分收成。”“7月23日黑龙江彼岸黄河(结雅河)上游......河水涨35英尺......黄河暴雨泄入黑河，我岸小黑河、长发屯一带水深丈余，房屋全被淹没。黑河至奇克特(奇克镇)间31屯被淹。”“7月25日呼玛夏至以后霪雨为灾，狂风暴雨，兼夹冰雹。今日呼玛尔河下游山洪暴发，河水陡涨2丈有余，地尽淹没，‘人民登屋呼救’。自呼玛至佛山被淹有50村、屯3000民户、15000人受灾。”

　　根据史料记载，黑龙江灾害性洪水一般3—5年出现一次，新中国成立后水位最高的年份是1958年。1958年7月，黑龙江上、中游普降大雨，江水陡涨出槽，20日黑河站水位达99.13米。当时黑龙江还没有修建堤防，沿江村屯和耕地几乎被洪水淹没，农业生产损失巨大。1984年由于黑龙江上游大面积多次暴雨和大暴雨，加之结雅河及布列亚河洪水汇入，使下游水位急剧抬高。8月15日，黑河站洪峰水位98.19米，黑龙江出现了仅次于1958年的大洪水。9段堤防发生溃堤(其中一处是水闸被冲毁)，分别是爱辉区长发屯堤防，孙吴县沿江堤防小桦树林子段、哈达彦段，逊克县干岔子乡河西村段、河东村段、八里桥段、边疆乡高滩村段、石砬子闸门。原黑河市、孙吴县、逊克县的7个乡35个村屯受到严重损失。

　　2013年入汛以来，黑河市域内的黑龙江、嫩江干流相继发生大洪水。8月12日12时，黑河市启动防汛I级应急响应。16日，黑龙江第四次洪峰到达黑河，峰值水位97.62米，超保证水位0.22米。黑龙江干流分布在黑河市江段上的6个水文站观测数据全部超过保证水位。嫩江自新中国成立后也多次发生洪水，2013年为最大的一次。嫩江干流和各支流水位持续上涨，嫩江库漠屯站8月10日22时峰值水位达到235.29米，排历史性洪水第六位，为新中国成立以来第一位。嫩江段局地降雨之强、江河流量之大、堤防险情之多历史罕见。黑河市61个乡镇和社区受灾，被淹农田面积31万公顷，受灾人口38.2万人，公路、铁路、桥涵和城镇基础设施不同程度损坏，造成直接经济损失36.3亿元。

　　2021年，因额尔古纳河和石勒喀河来水及区间降雨共同影响，黑龙江干流上游水位自6月17日开始快速上涨。6月24日8时，黑河市防汛应急响应提升至I级。爱辉区张地营子乡达音山屯和小新屯村、上马厂乡上马厂村和法别拉屯等为沿江重点转移村屯进行了紧急转移和安置。黑河市城区段安装防洪隔离板，建移动式防洪墙，快速建起安全屏障。6月27日23时第五次洪峰到达黑河站(黑河市区)。28日2时洪峰通过黑河站，14时黑河站水位98.53米，超警戒水位2.53米，较洪峰水位回落0.02米。

　　黑龙江、嫩江水源以雨水补给为主，季节性融雪补给为辅，受降雨降雪(冬季降雪量偏多，导致土壤持续处于偏涝状态，极易形成径流，造成下一年度土壤偏涝，河流底水偏高)直接影响较大。河流汇流对黑龙江、嫩江也造成一定程度的影响，黑龙江上游在涨水过程中与讷谟尔河、呼玛河、结雅河等支流洪峰相遇，加大了干流洪峰流量。此外，黑龙江流域分布着中俄两国大中小型水库数百座，总库容约1200亿立方米。黑龙江左岸俄罗斯境内的结雅河和布列亚河是黑龙江较大的支流，其上游分别建有大型水库——结雅水库和布列亚水库，占黑龙江流域水库总库容的74%，两座大型水库的调蓄也是影响黑龙江洪水变化的一个重要因素。