Tỉnh Đắk Lắk có 2 hệ thống song chính chảy qua, đó là các hệ thống sông Sêrêpốk và hệ thống sông Ba. Trong lưu vực sông Sêrêpốk, có tiểu lưu vực sông Ea H’Leo nhập vào dòng chính Sêrêpốk trên đất Campuchia. Dòng chính sông Ba không chảy qua địa phần tỉnh Đắk Lắk nhưnh có các nhánh ở thường nguồn chảy qua địa bàn tỉnh, đó là các sông Krông H’Nang và sông Hinh.
Sông Sêrêpốk là chi lưu cấp I của sông Mêkông, do 2 nhánh sông Krông Ana và Krông Knô hợp thành, vị trí hợp lưu nằm tại ngã 3 Quỳnh Ngọc phía dưới thác Buôn Dray (Huyện Krông Ana). Từ ngã 3 hợp lưu này đến biên giới Việt Nam – Campuchia là dòng chính có độ dài khoảng 125km, đoạn sông chính này tương đối dốc, chảy từ độ cao 500m – 400m xuống độ cao 150m ở biến giới Campuchia. Diện tích lưu vực của dòng chính là 4.200km2, có độ dốc trung bình khoảng 2%, mật độ lưới sông 0,55km/km2 và hệ số uốn khúc 1,89. Đây là hệ thống sông có tiền năng thuỷ lơih rất lớn ở Tây Nguyên.
Bắt nguồn từ vùng núi Chư Yang Sin đỉnh cao trên 2.000m, chảy dọc ranh giới phía Nam của tỉnh, sau đó chuyển hướng lên phía Bắc dọc theo rạnh giới phía Tây của Tỉnh và nhập với sông Krông Ana ở ngã 3 Quỳnh Ngọc phía dưới thác Buôn Đray. Tổng diện tích lưu vực sông là 3.930km2 và chiều dài dòng chính là 156km, độ dốc trung bình 6,8% và mật độ lưới sông 0,86km/km2, dòng chảy bình quân trên toàn lưu vực là 34 lít/s/km2. Mùa mưa lượng nước khá lớn gây lũ lụt và bồi đắp phù sac ho các cánh đồng ven sông.
Sông Krông Knô có 2 nhánh chính hợp thành là nhánh sông Đắk Krông Kma và Đắk R’Măng.
Là hợp lưu của các nhánh lớn như Krông Búk, Krông Pắc, Krông Bông, diện tích lưu vực 3.960km2, với chiều dài dòng chính 215km. Dòng chảy bình quân 21 lít/s/km2, chảy theo hướng Đông – Tây. Độ dốc long sông không đồng đều, dòng sông gấp khúc gây lũ lụt hàng năm trên phạm vi khá rộng, đồng thời cũng bồi đắp phù sa tạo nên những cánh đồng màu mỡ ven sông. Đây là con sông có ảnh hưởng đáng kể đến sản xuất nông nghiệp của tỉnh, nhất là cây lúa nước. Người dân sinh sống dọc theo lũng sông này tạo nên những buốn làng, khu dân cư trù phú.
Sông Ea H’Leo bắt nguồn từ đỉnh Ea Ban ở độ cao 800m trên địa phận xã Dliê Ya, huyện Krông Năng, có chiều dài 143km. sông chảy qua 2 huyện Ea H’Leo và Ea Súp trước khi hợp lưu với suối Ea Lốp cách biên giới Việt Nam – Campuchia khoảng 1km rồi đổ vào sông Sêrêpôk trên đất Campuchia. Diện tích lưu vực sông Ea H’Leo là 3.080km2 nằm trên địa bàn 6 huyện thuộc 2 tỉnh Đắk Lắk và Gia Lai.
Sông Ea H’Leo có các nhánh chính là Ea H’Leo, Ea Súp, Ea Đrăng và Ea Khal. Ngoài ra, còn một số nhánh suối nhỏ.
Dòng chính sông Ba không chảy qua địa phận tỉnh Đắk Lắk nhưng một số nhánh ở thượng nguồn bắt nguồn từ vùng núi trên địa phận của tỉnh, đó là sông Krông H’Nang và sông Hinh.
Bắt nguồn từ dãy núi Chư Tun có độ cao 1.200m, sông chảy theo hướng Bắc – Nam đến huyện Ea Kar chuyển hướng Tây – Đông, sau đó chuyển hướng Nam – Bắc rồi nhập với sông Ba ở vùng giáp giới giữa Gia Lai và Phú Yên. Nhánh sông này có chiều dài 130km với diện tích lưu vực 1.840km2.
Bắt nguồn từ dãy núi cao Chư Mu với đỉnh cao 2.051m, chiều dài dóng chính 88km, diện tích lưu vực 1.040km2.
Hai nhánh sông này có tiềm năng thuỷ điện nhưng khả năng cấp nước cho sản xuất không nhiều do địa hình dốc và lưu vực có ít đất nông nghiệp.
Ngoài các sông và nhánh sông lớn nêu trên, ở Đắk Lắk hệ thống sông, suối vừa và nhỏ cũng khá phong phú, là một dạng tài nguyên quý cần phải khai thác hợp lý dựa trên các đặc điểm thuỷ văn.
