地表水源于经年累月自然降水（雪），是人类生产、生活用水的主要来源。全球地表水资源仅占淡水资源量的1.2%，资源量很少，并且水质易受环境污染，特别是城市污水、工业废水、农田尾水（灌溉余水、降水径流）以及面源径流的污染。

中国河流分布较广，水量更新快，便于取用，历来是人类开发利用的主要水源。河水的浑浊度较高，硬度较低。有些河流在汛期含沙量较高，受潮水影响的河口段易受咸潮威胁。中国大小河流的总长度约为42万千米，径流总量达27115亿立方米，占全世界径流量的5.8%。中国的河流数量虽多，但地区分布却很不均匀，全国径流总量的96%都集中在外流流域，面积占全国总面积的64%，内陆流域仅占4%，面积占全国总面积的36%。冬季是中国河川径流枯水季节，夏季则为丰水季节。汛期洪水难以直接利用，需要修建水库调节。极地冰川和冰盖难以大量开采利用，但中低纬度的山岳冰川消融则是比较重要的江河补给资源。中国的冰川主要是山岳冰川，约占全国冰川面积的80%以上。山岳冰川是“固体水库“，储存固态降水，泄放冰雪融水，对河流有补给调节作用，使河流的年径流变化比较稳定。中国冰川主要分布于西北、西南地区河流的源头，总面积约56500平方千米，总储量约5万亿立方米，多年平均冰川融水量550亿立方米。冰川融水是中国西北内陆河的水源之一，具有干旱年多水、湿润年少水的特点，对农业生产十分有利。

湖泊水库是蓄存、调节径流的水体，更新缓慢。湖库水体悬浮物少，浑浊度低，不同深度处的水温和水质不同。在浮游生物，特别是藻类的繁殖季节，水的色度增加，或发异臭。高地水库常远离城市，不易受城市和农田的污染，易于保护，水质优良，是理想的饮用水水源。中国湖泊分布很不均匀，总面积约74280平方千米（1平方千米以上的湖泊有2800余个），主要分布在青藏高原、长江中下游和淮河下游，其中淡水湖泊的面积为3.6万平方千米，占总面积的45%左右。此外，中国还先后兴建了人工湖泊和各种类型水库共计8.6万余座。中国湖泊总储水量约7330亿立方米，其中淡水储量占30%。

湿地是一种独特的水体，是一些生长喜湿植物的过湿地区。中国湿地面积约6594万公顷，占世界湿地的10%，位居亚洲第一位，世界第四位。其中天然湿地约为2594万公顷，包括沼泽湿地约1197万公顷，浅水湖泊约910万公顷；人工湿地约4000万公顷。全国沼泽湿地维持着约555亿吨淡水，是淡水资源安全的生态保障。湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源，以及涵养水源、蓄洪防旱、净化污水、消减温室效应、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用，因此享有“地球之肾”称号。