Οι κυριότεροι ποταμοί είναι: Νέστος, Έβρος, Κόσυνθος, Κομψάτος, Φιλιούρης, Βοσβόζης.

Ο Νέστος και ο Έβρος σχηματίζουν Δέλτα τα οποία αποτελούν υγροβιότοπους Διεθνούς Σημασίας. Ο Κόσυνθος και ο Κομψάτος καταλήγουν στη λίμνη Βιστονίδα.

Δύο είναι οι λίμνες της Δυτικής Θράκης: Βιστονίδα, η οποία συνδέεται με τη θάλασσα, γι' αυτό και σε μεγάλο τμήμα της έχει υφάλμυρο νερό, και η λίμνη Ισμαρίδα (Μητρικού). Επιπλέον υπάρχουν αρκετές λιμνοθάλασσες: Λάφρη, Λαφρούδα, Αλμύρα στο νομό Ξάνθης, Ξηρολίμνη, Αρωγή, Μέση, Καρακατσέλι, Πτελέα στο νομό Ροδόπης. Όλες οι παραπάνω είναι υγροβιότοποι Διεθνούς Σημασίας και ανήκουν στο Εθνικό Πάρκο Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης.