Область располагает богатыми водными ресурсами. На ее территории имеются 2030 рек, речек и ручейков общей протяженностью 10294 км; около 800 родников, 1223 озера и 230 прудов, обильные по запасам водоносные подземные горизонты.
Общий годовой сток рек в среднем составляет 241,5 км3, 97,3% которых приходится на Волгу.
Общий объем водных ресурсов речных систем по средним меженным расходам составляет 1028 млн. м3 (91% из них приходится на Предволжье).
Потенциальные эксплуатационные запасы подземных вод составляют 3,2 млн. м3/с. Водоносные горизонты отличаются большой мощностью (10-40 м). Водоотбор производится из 3300 скважин, 17180 колодцев и родников.
Важным суммарным показателем качества воды является минерализация, которая у большинства рек изменяется в пределах 150-500 мг/л. Для рек Заволжья, северной и северо-западной части Предволжья она является повышенной (500-1000 мг/л). Малая минерализация (100-200 мг/л) наблюдается на реках юго-западной части области.
По состоянию загрязнения многие водные источники области относятся к третьему и четвертому классу, что означает высокую степень загрязнения. По данным наблюдений, отмечено значительное превышение ПДК по фенолу в Свияге, Суре, Большом Черемшане и Волге. Наблюдается увеличение содержания хлорорганических лестицидов и нефтепродуктов.
Особенно тяжелая ситуация сложилась на Куйбышевском водохранилище. За время его существования отложился многометровый слой ила, в котором накапливаются различные вредные вещества. Изменение водного режима в Волге привело к постепенному замещению ценных видов рыб на малоценные. Сама волжская рыба стала накопителем канцерогенных веществ. Особенно большой ущерб Волге наносил нарушение экологических норм в сельском хозяйстве: каждые 4 тонны минеральных удобрений из 10 смываются с полей в Волгу и другие реки. Мощными загрязнителями являются животноводческие комплексы, построенные без учета залегания пластов и рельефа. Огромный ущерб подземным и поверхностным водам наносят промышленные и бытовые выбросы и стоки, низкий технический уровень имеющихся очистных сооружений.