海河水系是华北地区第一大河。由蓟运一潮白一北运河、永定河、大清河、子牙河与漳卫一南运五大水系组成。
这些河流由北、西北、西、西南方向汇聚于天津，经大沾入渤海，形成典型的扇状水系。
海河干流是指天津至大沾一段，长74公里。若以漳卫河为源地起算，则长1090千米，全流域面积26.36万平方千米。
一、蓟运一潮白一北运河
蓟运、潮白、北运河虽然是三条独立的河流，但目前在防洪与输水渠系方面已联成一个体系，因而将它们合称一个水系。
潮白河水系
蓟运河由源出罗文峪的州河和源出兴隆县青灰岭的洵河汇流而成，二源在九王庄合流后称蓟运河，下游于江洼口接纳还乡河等以后至北塘入永定新河，而后入海。全长316千米，流域面积9950平方千米（至海口）。
潮河承德段
蓟运河自西北向东南流出山地，而后流经平原和低平洼淀，如新集洼、青甸注、大和洼、黄庄注等，为华北洼淀集中地区之一。
运河上游的州河建有于桥水库，总库容8亿立方米；还乡河上建有邱庄水库，总库容4.05亿立方米。
潮河湾景区
此外，通过滦河一蓟运河分水岭的穿山渠道，将滦河大黑汀水库的水引入蓟运河上游的豫河，并储入于桥水库，而后经州河的九王庄进入人工渠道输送到天津。
潮白河是由源于河北省沾源县南部的白河和源于河北省丰宁县境内的淘河组成。两河在密云县汇合后始称潮白河。全长467干米，流域面积19559平方千米（至宁车沾防潮闸）。
密云水库
潮白河平原段过去河道常常迁徙不定，无正常入海出路，或于通县附近入北运河，或夺箭杆河入蓟运河。
1950年开辟了潮白新河，由河北省香河县引潮白河水经黄庄淮、七里海入蓟运河到北塘入渤海。
1960年在潮白河上建成了密云水库，总库容44亿立方米，控制流域面积15800平方千米，密云水库是保证首都用水的主要水源之一。在支流上还建有怀柔水库。
怀柔水库
北运河为京杭大运的最北段，自北京市通县至天津市，十三世纪（元朝）时利用白河下游河道修浚而成。
北运河有两源，一为潮白河，另一为温榆河。
十三陵水库
后者发源于军都山东麓，由东沙河、北沙河和南沙河等河流组成。三河在昌平县沙河汇合，至通县始称北运河，到屈家店与永定河汇合。长238千米，流域面积5300平方千米。1958年在温榆河上建有十三陵水库。