Năm thủy hệ lớn nhất tại Bắc Kinh, chảy từ tây sang đông, gồm: Cự Mã Hà (拒马河), Vĩnh Định Hà, Bắc Vận Hà (北运河), Triều Bạch Hà (潮白河), Kế Vận Hà (蓟运河). Các sông hầu hết đều bắt nguồn từ Cao nguyên Nội Mông Cổ, chảy xuyên qua các dãy núi ở phía tây và bắc của thành phố, cuối cùng đổ vào Hải Hà- con sông đổ trực tiếp ra Bột Hải. Ngày nay, không có sông lớn nào chảy qua khu vực đô thị trung tâm của Bắc Kinh do qua hàng thế kỷ, con người đã điều hướng các con sông chảy vòng qua thành phố. Nhờ các hồ, kênh mương, hào, cống dẫn nước, các con sông này tiếp tục cung cấp nước, đồng thời là nơi thoát nước cho thành phố, song nội thị Bắc Kinh không còn bị đe dọa từ lũ lụt do sông này gây ra. Bắc Kinh cũng là điểm cuối phía bắc của Đại Vận Hà, được xây dựng xuyên qua bình nguyên Hoa Bắc đến Hàng Châu, đoạn Bắc Kinh-Thiên Tân được gọi là Bắc Vận Hà. Hồ chứa Mật Vân (密云水库), được xây dựng trên thượng du Triều Bạch Hà, là hồ chứa lớn nhất Bắc Kinh và cũng là một nguồn cung cấp nước chủ yếu cho thành phố.