Поверхностные воды
В прошлом на территории Москвы была разветвлённая сеть (около 120) рек, принадлежащих бассейну реки Москвы в её среднем течении. Все реки получали питание за счёт талых снеговых, дождевых и грунтовых вод. С развитием города характер питания водотоков на его территории заметно изменился: понизилась роль талых вод, так как значит, часть снега вывозится и сбрасывается в реку Москву, её притоки и коллекторы в течение всей зимы; дождевые воды стали быстрее стекать в коллекторы и водотоки, уменьшилось также пополнение грунтовых вод из-за сокращения площади фильтрации; возросло поступление вод, сбрасываемых после их бытового и промышленного использования.
Реки. Река Москва — главная водная артерия города, пересекает его территорию с северо-запада на юго-восток на протяжении почти 80 км. До зарегулирования её стока за время весеннего половодья река Москва проносила в среднем около 65% годового стока, что нередко приводило к значительным (например, 1908, 1926) наводнениям. Река замерзала в середине ноября, иногда в октябре (1912) или декабре (1878), вскрывалась в 20-х числах марта или в начале апреля. Ледоход продолжался от 1 до 18 сут; самые поздние вскрытия (1 мая) отмечены в 1875 и в 1929.
Река Москва в районе Серебряного бора.
В результате сооружения канала имени Москвы, а также ряда водохранилищ в верхней части бассейна река Москва не только сильно пополнилась водами Волги, но и сток её был зарегулирован и она превратилась в постоянно действующую судоходную магистраль.
Наиболее значительные притоки реки Москвы в пределах города, текущие в открытых руслах: Яуза, Сетунь, Сходня, Городня. Самый крупный из них в северо-восточной части города — Яуза (левый); справа в Яузу впадают реки Чермянка, Лихоборка, слева — река Ичка с притоком Лось; территорию парка «Измайлово» пересекает река Серебрянка (бассейн Яузы). Русло и берега Яузы коренным образом реконструированы; для её обводнения из Химкинского водохранилища по Лихоборскому каналу и реке Лихоборке также поступает волжская вода. На северо-западе в реку Москву впадают слева реки Сходня и Химка, на юго-постоке — река Нищенка с Пономаркой, образующей цепь прудов.
Крупный правый приток Москвы — Сетунь, устье которой расположено у северо-западного подножия Ленинских гор; в Сетунь справа впадает река Раменка с Очаковкой.
В южной части Москвы протекают реки Котловка, Городня, Чертановка; в низовьях Городни находятся Царицынские и Борисовский пруды. Остальные притоки реки Москвы (Вавилон, Подон, Сара, Таракановка, Черторый, Чура и др.) заключены в трубы, засыпаны или протекают по поверхности лишь небольшими участками. Самая большая река, заключённая в трубу, — Неглинная; название её и многих других речек и их небольших притоков (Даниловка, Золотой Рожок, Ольховец, Пресня, Сивка, Студенец, Филька и др.) сохранились в наименованиях улиц.
Водохранилища. Первые водохранилища были сооружены на территории Подмосковья в 30-х годах 20 века. Они имеют комплексное назначение: обеспечение Москвы водой, санитарное обводнение рек, судоходное соединение верхней Волги с рекой Москвой, предотвращение наводнений в Москве, использование в зонах массового отдыха, обогащение природного ландшафта.
В бассейне верховьев реки Москвы расположены Истринское водохранилище, Можайское водохранилище, Рузское водохранилище и Озернинское водохранилище, которые образуют систему, обеспечивающую регулирование стока с целью пополнения ресурсов реки Москвы для питания станций московского водопровода (см. Водоснабжение). До создания водохранилищ расход воды реки Москвы в меженный период падал до 9 м3/с, а в отдельные месяцы до 7 м3/с. Водохранилища обеспечивают в наиболее засушливый год расход до 29 м3/с. С сооружением выше города этих водохранилищ, задерживающих сток во время половодий, решена проблема защиты Москвы от наводнений.
Химкинское водохранилище.
При выборе мест расположения водохранилищ учитывались факторы, положительно влияющие на формирование состава воды в них: характер использования земель водосборных площадей, достаточная удалённость водохранилищ от крупных населённых пунктов и промышленных предприятий, а следовательно, от мест образования сточных вод. Ложа водохранилищ перед их заполнением были тщательно подготовлены: сведены леса, произведена санитарная обработка бывших селитебных территорий, на безлесных участках берегов посажены лесные полосы. Всё это обеспечило высокое качество воды, отвечающее нормативам государственного стандарта для источников централизованного водоснабжения.
На верхней Волге создано в 1937 головное питающее водохранилище системы канала имени Москвы — Иваньковское водохранилище. К северу от Москвы на реках Икше, Вязе, Уче, Клязьме, Химке в той же системе расположены водохранилища комплексного назначения: Икшинское водохранилище, Пестовское водохранилище, Пяловское водохранилище, Учинское (Акуловское) водохранилище, Клязьминское водохранилище и Химкинское водохранилище. Из этих водохранилищ осуществляется санитарное обводнение волжской водой рек Учи, Клязьмы, Москвы, Яузы, а из Учинского и Клязьминского водохранилищ — забор воды для питания водопроводных станций. Водохранилища водораздельного бьефа стали излюбленными местами отдыха и водного спорта. В 1976 частично заполнены Вазузское и Яузское водохранилища Вазузской гидротехнической системы имени 60-летия Октября.
Пруды. В Москве свыше 500 прудов общей площадью около 800 га (1979), расположенных по всей территории города, но преимущественно на его окраинах. Наибольшая площадь водного зеркала их в Красногвардейском (206 га, 14 водоёмов) и Октябрьском (47 га, 77 водоёмов) районах, а самые крупные — Борисовский пруд (86 га) в районе Орехово-Борисово и Нижнецарицынский (53 га) в районе Ленино-Дачное (см. Царицынские пруды). Относительно крупные водоёмы (с площадью водного зеркала более 5 га) составляют 5,5% общего количества и 55% общей площади; среди них Большой Садовый пруд (19 га) в парке Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева, Серебряно-Виноградный пруд (17,5 га) и Лебедянский пруд (16 га) в Измайлове и Верхнецарицынский пруд (17 га). В центре города сохранились небольшие по площади Чистый, Патриаршие (ныне Пионерский) пруды, а также пруды в парках ЦДСА, ЦПКиО имени Горького и другие.
Пруд на территории парка культуры и отдыха «Измайлово»
По назначению все пруды делятся на купальные и декоративные (свыше 370); часть декоративных водоёмов предназначена для использования в противопожарных целях.
Лефортовские пруды на территории парка Московского окружного дома офицеров.