Kύριος παράγων στο σχηματισμό και στη διαμόρφωση του δέλτα ήταν και εξακολουθεί να είναι ο ποταμός Έβρος. Ένας από τους μεγαλύτερους ποταμούς της Βαλκανικής χερσονήσου, χαρακτηρίζεται από μεγάλο όγκο υδάτων ιδίως τους χειμερινούς μήνες. Αυτό οφείλεται στο ότι ο ποταμός Έβρος και οι παραπόταμοί του Ερυθροπόταμος, Αρδας, Τούντζας, Εργίνης αποχετεύουν μεγάλη έκταση που περιλαμβάνει την Ανατολική Θράκη και τη Νοτιανατολική Βουλγαρία.

Στη δυτική περιοχή του δέλτα καταλήγει ο χείμαρρος του Λουτρού αλλά μόνο την περίοδο των βροχοπτώσεων έχει νερά. Το καλοκαίρι ξεραίνεται. Ετσι δεν επηρεάζει την μορφολογία της περιοχής σε αντίθεση με τον ποταμό Έβρο ο οποίος με τα άφθονα νερά και τις προσχώσεις δημιουργεί στις ακτές νέες καταστάσεις.

Παλαιότερα η εισροή των γλυκών νερών του ποταμού στο δέλτα ήταν αφθονότερη και γινόταν ανεμπόδιστα. Σήμερα με τα φράγματα που υπάρχουν στους παραποτάμους του ποταμού Έβρου γίνεται κατακράτηση μεγάλων ποσοτήτων των νερών του, τα αντιπλημμυρικά έργα περιόρισαν την ελεύθερη εισροή των νερών σε όλη την έκταση του δέλτα ενώ τα αποστραγγιστικά-αρδευτικά κανάλια και τα αντλιοστάσια διοχετεύουν μεγάλες ποσότητες γλυκών νερών κατά την περίοδο των πλημμύρων κατευθείαν στη θάλασσα. Αυτές οι δραστηριότητες οδήγησαν στην πτώση της στάθμης των υπόγειων και επιφανειακών νερών, την είσοδο της θάλασσας διαμέσου των καναλιών, της ευθυγράμμισης και της κοίτης του ποταμού σε αρκετά χιλιόμετρα μέσα στο δέλτα, αυξάνοντας έτσι την αλατότητα στα νερά και στο έδαφος, ιδιαίτερα τους καλοκαιρινούς μήνες.

Το τεχνητό κανάλι στον ανατολικό βραχίονα του ποταμού κατασκευάστηκε στη δεκαετία του 1950 για να επιτευχθεί η αποστράγγιση των βορείων περιοχών και να αποδοθούν στη καλλιέργεια.

Ο ποταμός Έβρος έχει συνολικό μήκος 530 Km εκ των οποίων τα 230 Km περίπου ανήκουν στην Ελλάδα και αποτελούν την συνοριακή γραμμή Ελλάδος - Βουλγαρίας - Τουρκίας.

Η συνολική λεκάνη απορροής του ποταμού είναι 53.000 Km², εκ των οποίων τα 35.085 Km² (66,2%) ανήκουν στη Βουλγαρία, τα 14.575 Km² (27,5%) ανήκουν στην Τουρκία και τα 3.340 Km² (6,3%) ανήκουν στην Ελλάδα.