میزان بارندگى در استان گلستان هر چند از دو استان شمالى مازندران و گیلان کم‌تر است، اما نسبت به استان‌های دیگر بسیار بهتر است و میانگین بارش سالانه‌ى آن 3 برابر میانگین بارش سالانه کشور است. مجموع حجم آب‌هاى سطحى و زیرزمینى استان بیش از 2400 میلیون متر مکعب است که 52 درصد آن را آب‌هاى سطحى و 48 درصد آن را آب‌هاى زیرزمینى تشکیل مى‌دهند. آب‌ها سطحى در بیش از 40 شاخه رود جارى هستند که بیش‌تر آن‌ها از جنوب به شمال و از شرق به غرب جریان دارند. رود اترک، گرگان‌رود و رود قره‌سو، سه رود مهم استان گلستان هستند. 1- رود اترک: این رود از کوه‌هاى هزارمسجد خراسان سرچشمه مى‌گیرد و نزدیک 120 کیلومتر آن، مرز آبى ایران و ترکمنستان را مى‌سازد. این رود سرانجام در خلیج حسین‌قلى به دریاى خزر مى‌ریزد. 2- گرگان رود: این رود از دامنه‌هاى شمالى البرز شرقى و دامنه‌هاى غربى بلندى‌هاى خراسان سرچشمه مى‌گیرد و پس از گذشتن از شهرهاى گنبد کاووس و آق‌قلا، در غرب روستاى خواجه‌نفس با تشکیل دلتاى بزرگى به دریاى خزر مى‌ریزد. رودهاى کوچک زیادى، مانند زاو، دوغ، تیل‌آباد، رامیان و محمدآباد، به گرگان‌رود مى‌پیوندند و آن را رود بزرگى مى‌سازند. تا کنون سدهاى وشمگیر و گلستان 1 و 2، که هر سه از گونه‌ى سدهاى خاکى هستند، روى این رود و شاخه‌هاى آن ساخته شده است که در بهبود کشاورزى استان سودمند بوده‌اند. 3- رود قره‌سو: این رود از کوه‌هاى النگ در کوه‌هاى البرز شرقى سرچشمه مى‌گیرد و رودهاى نومل، زیارت، گرماب‌دشت، ناهارخوران و چند رود کوچک دیگر به آن مى‌پیوندند و سرانجام به خلیج گرگان مى‌ریزد. استان گلستان به دلیل بارندگى مناسب از سفره‌هاى آب زیرزمینى سرشارى بهره‌مند است. این آب‌ها را از راه چاه و قنات به سطح زمین مى‌آورند یا خود به صورت چشمه به بیرون راه پیدا مى‌کنند. نزدیک 4 هزار چاه عمیق، 10 هزار چاه نیمه‌عمیق، بیش از 260 قنات و 384 چشمه در استان وجود دارد که از آب آن‌ها براى کشاورزى، پرروش ماهى و آب نوشیدنى شهرها و روستاهاى استان بهره‌بردارى مى‌شود. از 3 تالاب مهم استان، تالاب آلماگل، تالاب آجى‌گل و تالاب آلاگل نیز در زمان پرآبى براى کشاورزى و پروش ماهى بهره‌بردارى مى‌شود.
