西藏自治區有流域面積1萬平方公裏以上的河流20多條，流域面積2000平方公裏以上的河流1萬多條。著名的河流有金沙江、怒江、瀾滄江和雅魯藏布江。西藏也是國際河流分布最多的中國省份，亞洲著名河流如恒河、印度河、雅魯藏布江、湄公河、薩爾溫江、伊洛瓦底江的源頭都在這裏。西藏河流的水源主要由雨水、融雪水和地下水組成，流量大，含沙量低，水質好。西藏最大的河流雅魯藏布江發源於喜馬拉雅山北麓仲巴縣的傑瑪央宗冰川，經羅瑜地區流入印度，稱為布拉馬普特拉河。雅魯藏布江(在中國)全長2057公裏，流域面積24萬多平方公裏，平均海拔約4500米，是世界上最高的河流。雅魯藏布江大峽谷深達5382米，是地球上最深的峽谷。大峽谷的谷底最窄處只有74米，最寬處約200米，全長370公裏。
遼闊的青藏高原上分布著1500多個湖泊，其中納木錯、色林錯、紮西南木錯面積超過1000平方公裏。面積超過100平方公裏的湖泊有47個。納木錯也是世界上最高的湖泊。湖泊面積24183平方公裏，約占全國湖泊總面積的三分之壹。青藏高原不僅是中國最大的湖泊密集區；也是世界上湖面最高、範圍最大、數量最多的高原湖區。這裏有許多湖泊和鹹水湖，但鮮有淡水湖。海拔5000米以上的湖泊17個，面積都在50平方公裏以上。