Sự thay đổi của lưu lượng nước sông có tính chu kì trong năm gọi là chế độ nước. Chế độ nước chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các đặc điểm địa lí tự nhiên của nguồn cung cấp và bề mặt lưu vực.

- Ảnh hưởng của nguồn cấp nước

+ Nước ngầm là nguồn cấp ít biến động, có vai trò điều tiết nước trong năm.

+ Nước trên mặt (nước mưa, nước băng tuyết tan) là nguồn cấp có biến động rõ rệt theo mùa. Chế độ nước sông phụ thuộc chủ yếu vào chế độ mưa hay băng tuyết tan.

+ Tuỳ thuộc vào số lượng nguồn cấp mà chế độ nước sông là phức tạp (trong năm có nhiều mùa lũ, cạn xen kẽ) hay đơn giản (mỗi năm có một mùa lũ và một mùa cạn).

- Ảnh hưởng của đặc điểm bề mặt lưu vực

+ Địa hình: Độ dốc địa hình làm tăng cường độ tập trung lũ. Ở sườn đón gió, sông thường có lượng nước cấp trên mặt dồi dào hơn so với ở sườn khuất gió.

+ Hồ đầm và thực vật có tác dụng điều tiết dòng chảy. Chúng giữ lại trên lưu vực một phần nước mưa hay nước băng tuyết tan, làm giảm lũ. Lượng nước giữ lại sau đó sẽ chảy từ hồ ra hoặc thấm từ nước ngầm sang cung cấp cho sông.

+ Sự phân bố và số lượng phụ lưu, chi lưu: Nếu các phụ lưu tập trung trên một đoạn sông ngắn, dễ xảy ra tình trạng lũ chồng lũ. Ngược lại, nếu các phụ lưu phân bố đều theo chiều dài dòng chính, mỗi đợt lũ có thể kéo dài hơn nhưng là không quá cao. Sông có nhiều chi lưu, nước lũ thoát nhanh, chế độ nước sông sẽ bớt phức tạp.