三江源區(qū)河流密布、湖泊、沼澤眾多，雪山冰川廣布，是世界上海拔最高、面積最大、分布最集中的地區(qū)，濕地總面積達(dá)7.33萬km2，占保護(hù)區(qū)總面積的24%。
1、河流濕地
三江源區(qū)河流主要分為外流河和內(nèi)流河兩大類，有大小河流約180多條，河流面積0.16 km2。外流河主要是通天河、黃河、瀾滄江(上游稱扎曲)三大水系，支流有雅礱江、當(dāng)曲、卡日曲、孜曲、結(jié)曲等大小河川并列組成。流域總面積為237957 km2，多年平均總流量為1022.3 m3/s，年總徑流量324.17億m3，理論水電蘊(yùn)藏量為542.7萬kw。
長江發(fā)源于唐古拉山北麓格拉丹冬雪山，三江源區(qū)內(nèi)長1217km，占干流全長6300km的19%。除正源沱沱河外，區(qū)內(nèi)主要支流還有楚瑪爾河、布曲、當(dāng)曲、聶恰曲等，年平均徑流量為177億m3；黃河發(fā)源于巴顏喀拉山北麓各姿各雅雪山，省內(nèi)全長1959km，占干流全長5464km的36%，主要支流有多曲、熱曲等，年平均徑流量232億m3，占整個黃河流域水資源總量的49%，占三江源區(qū)總徑流量的42%；瀾滄江發(fā)源于果宗木查雪山，三江源區(qū)內(nèi)長448km，占干流全長4600km的10%，占國境內(nèi)干流全長2130km的21%，年平均徑流量107億立方米m3，占境內(nèi)整個流域水資源總量的15%，占三江源區(qū)總徑流量的22%。
2、湖泊濕地
三江源區(qū)是一個多湖泊地區(qū)，主要分布在內(nèi)陸河流域和長江、黃河的源頭段，大小湖泊近1800余個，湖水面積在0.5 km2以上的天然湖泊有188個，總面積0.51萬km2。其中，礦化度1～3g/l以下的淡水湖和微咸水湖148個，總面積2623 km2。鹽湖共計28個，總面積1480 km2，礦化度大于35g/l。列入中國重要濕地名錄的有扎陵胡、鄂陵湖、瑪多湖、黃河源區(qū)崗納格瑪錯、依然錯、多爾改錯等。其中扎陵湖、鄂陵湖是黃河干流上最大的兩個淡水湖，具有巨大的調(diào)節(jié)水量功能。
3、沼澤濕地
本區(qū)環(huán)境嚴(yán)酷，自然沼澤類型獨(dú)特，在黃河源、長江的沱沱河、楚瑪爾河、當(dāng)曲河三源頭、瀾滄江河源都有大片沼澤發(fā)育，成為中國最大的天然沼澤分布區(qū)，總面積達(dá)6.66萬km2。沼澤基本類型為藏北嵩草沼澤，而且大多數(shù)為泥炭沼澤，僅有小部分屬于無泥炭沼澤。
長江源區(qū)有沼澤面積約1.43萬km2，占江源區(qū)面積的13.9%。沼澤大多集中于江源區(qū)潮濕的東部和南部，而干旱的西部和北部分布甚少。從地勢方面看，沼澤主要分布在河濱湖周一帶的低洼地區(qū)，尤以河流中上游分布為多，當(dāng)曲水系中上游和通天河上段以南各支流的中上游一帶沼澤連片廣布。以當(dāng)曲流域沼澤發(fā)育最廣，沱沱河次之，楚馬爾河則較少，顯示長江源區(qū)的沼澤東部遠(yuǎn)多于西部地區(qū)。在唐古拉山北側(cè)，沼澤最高發(fā)育到海拔5350m，達(dá)到青海高原的上限，是世界上海拔最高的沼澤。黃河河源區(qū)沼澤發(fā)育受到半干旱特征限制，主要分布于河源約古嵩到曲、兩湖周圍及星宿海地區(qū)。瀾滄江源區(qū)大小沼澤總面積為325 km2，占江源區(qū)土地總面積的3.1%。主要集中在干流扎那曲段和支流扎阿曲、阿曲(阿涌)上游。其中，較大的沼澤群有扎阿曲、扎尕曲間沼澤、阿曲、干流扎那曲段流域內(nèi)沼澤。
4、雪山冰川
三江源內(nèi)雪山、冰川約2400km2，冰川資源蘊(yùn)藏量達(dá)2000億m3，現(xiàn)代冰川均屬大陸性山地冰川。長江流域主要分布在唐古拉山北坡和粗爾肯烏拉山西段，昆侖山也有現(xiàn)代冰川發(fā)育。以當(dāng)曲流域冰川覆蓋面積最大，沱沱河流域次之，楚瑪爾河流域最小，冰川總面積1247 km2，冰川年消融量約9.89 m3。雪山冰川規(guī)模以唐古拉山脈的各拉丹冬、尕恰迪如崗及祖爾肯烏拉山的崗欽3座雪山群為大，尤以各拉丹冬雪山群最為宏偉。黃河流域在巴顏喀拉山中段多曲支流托洛曲源頭的托洛崗(海拔5041m)，有殘存冰川約4 km2，冰川儲量0.8億m3，域內(nèi)的卡里恩卡著瑪、瑪尼特、日吉、勒那冬則等14座海拔5000 m以上終年積雪的多年固態(tài)水儲量，約有1.4億m3。瀾淪江源頭北部多雪峰，平均海拔5700米，最高達(dá)5876米，終年積雪，雪峰之間是第四紀(jì)山岳冰川，東西延續(xù)34km長、南北12km寬的地帶。面積在1 km2以上的冰川20多個。瀾滄江源區(qū)雪線以下到多年凍土地帶的下界，海拔4500m～5000m，呈冰緣地貌，下部因熱量增加，冰丘熱融滑塌、熱融洼地等類型發(fā)育。山北坡較南坡冰舌長1倍以上，冰舌從海拔5800m雪線沿山谷向下至末端海拔5000m左右，最長的冰舌長4.3km。源區(qū)最大的冰川是色的日冰川，面積為17.05 km2，是查日曲兩條小支流窮日弄、查日弄的補(bǔ)給水源。
5、地下水
三江源區(qū)不但水資源蘊(yùn)藏量多、地表徑流大，而且地下水資源也比較豐富，據(jù)估算，僅玉樹州的地下水貯量就約達(dá)115億m3。地下水屬山丘區(qū)地下水，分布特征主要為基巖裂隙水和碎屑巖空隙水。地下水補(bǔ)給方式主要為降水的垂直補(bǔ)給和冰雪融水。