Найважливішим водним об'єктом столиці є Дніпро. Ця ріка значною мірою визначає зовнішність міста, його красу. Дніпро забезпечує мешканців міста водою, надає можливість відпочинку. Достатньо сказати, що серед усіх міст колишнього СРСР Київ має найбільшу площу пляжів. Окрім цього, Дніпро — ще й транспортна артерія, котрою перевозиться велика кількість вантажів і пасажирів.

Дніпро бере початок на Валдайській височині у Росії, далі перетинає Білорусь і зрештою — Україну. Впадає Дніпро у Дніпробузький лиман, розгалужуючись у гирлі на ряд рукавів.

Довжина Дніпра від витоку до гирла після створення каскаду водосховищ дещо скоротилася і тепер становить 2200 км. Київ розташований у середній течії ріки за 880 км від гирла.

До 1964 р. — року початку заповнення Київського водосховища гідрологічний режим Дніпра поблизу міста визначався природними умовами.

Максимальний рівень води у м. Києві спостерігався 2 травня 1931 р. і становив 97,64 м над рівнем моря. Зазначена повінь спричинила затоплення частини міста, зокрема, Подолу. Найнижчий рівень води на гідрологічному посту “Київ” спостерігався 17-20.11.1921 р. і становив 88,74 м. Отже, зафіксована амплітуда рівня води в Дніпрі дорівнює 8,90 м.

Створення Київського водосховища (1964-1966 рр.) призвело до зменшення сезонних змін рівня і водночас збільшення внутрішньодобових коливань.

В останні десятиріччя найвищі рівні води зафіксовано навесні 1970 р. і 1979 р. У першому випадку було практично затоплено Гідропарк—вода стояла навіть у підземному переході під станцією метро. За відсутності Київського водосховища рівень води був би ще вищим.

Канівське водосховище, яке почало заповнюватися восени 1972 р., спричинило підвищення рівня води поблизу міста на 1,6—1,7 м. У середніх умовах абсолютний рівень води становить 91,7—92,0 м. В останні роки (1997-2002) найвищий рівень (93,68 м) спостерігався 21.04.1999 р., найнижчий (91,18м)— 09.07.1999р.

Підйом рівня води спричинив деяке збільшення ширини річки. Ширина головного русла Дніпра в центральній частині міста (поблизу мосту Метро) становить 600—610 м, характерна максимальна глибина — 5-6 м. На окремих ділянках глибина сягає 10м.

Підйом рівня води дозволив істотно поліпшити умови судноплавства. Водночас він призвів до деякого зменшення площі пляжів.

Вище Києва (зокрема, в межах Росії та Білорусі) використання води для господарських потреб є порівняно невеликим. Природна водність ріки, яка спостерігалася б за відсутності господарської діяльності, є більшою за фактичну всього на 1 % і становить 1 390 м³/с (43,8 км³/рік).

Для наявного періоду спостережень (з кінця XIX ст.) існує слабко виражена тенденція збільшення природної водності річки.

Протягом року найбільша водність річки спостерігається у квітні-травні, найменша — у серпні-лютому. В останні десятиріччя розподіл стоку Дніпра поблизу міста став рівномірнішим, ніж раніше. Основний чинник зазначених змін — регулювання стоку Київським водосховищем, заповнення якого здійснено у 1964-1966 рр. Взимку водосховище частково спрацьовується (передусім для потреб гідроенергетики). Навесні, коли на, річці спостерігається найбільша водність, іде заповнення водосховища.

Деякий вплив на внутрішньорічковий розподіл стоку спричинили також кліматичні зміни, зокрема, підвищення температури повітря взимку, танення снігу протягом зими при відлигах.

В останні десятиріччя максимальна витрата води в Дніпрі спостерігалася 20 квітня 1970 р. і становила 18500 м³/с.

Температура води в Дніпрі сягає найвищих значень у липні і в середньому становить 21,5 °С. У липні 2001 р. середня місячна температура досягла 24,9 °С, максимальна — 27,2 °С (29.07.2001). Поблизу берегів, передусім на тихоплинних ділянках, температура води може сягати 28-29 °С.

Певний вплив на температуру води спричинила господарська діяльність, зокрема, створення Київського водосховища. Його прогрівання, порівняно з рікою, відбувається повільніше. Відповідно, найвища і найнижча температура води спостерігаються тепер дещо пізніше, ніж у природних умовах. Ще один чинник впливу на термічний режим Дніпра в межах міста — скидання промисловими підприємствами підігрітої води у каналізаційну мережу.

Зазначені чинники призвели до істотних змін льодового режиму — товщина льоду та тривалість періоду з льодовими явищами стали істотно меншими, порівняно з природними умовами. Максимальна товщина льоду (в середньому 5 см) спостерігається на основному руслі Дніпра в середині січня. Найбільших значень (29 см) за період після 1981 р. вона досягла у лютому 1994 р. У затоках Дніпра товщина льоду може сягати 50 см.

Окрім річок, на території міста нараховується понад 400 озер і ставків. Найбільшими озерами є Лісове (Алмазне), Вирлиця в районі Червоного хутора, Тягле на Осокорках. Серед великих водних об'єктів у межах міста виділяється оз. Опечень, що розділено на кілька плес. Великою (площа — 92,0 га) є також затока Дніпра — Верблюд, яку ще називають озером Верблюжим. Вона розташована північніше масиву Оболонь.