Город располагается на обоих берегах реки Москвы в её среднем течении. Помимо этой реки на территории города протекает несколько десятков других рек, наиболее крупные из которых — притоки Москвы, в частности Сходня, Химка, Ходынка, Пресня, Неглинная, Яуза и Нищенка (левые), а также Сетунь, Котловка и Городня (правые). Многие малые реки (Неглинная, Пресня и др.) в пределах города протекают в коллекторах.