由河流的干流和各级支流，以及流域内的湖泊、沼泽或地下暗河形成彼此相连的集合体，又称河系。流入海洋的水系称外流水系，不与海洋相通的水系称内陆水系。外流水系注入海洋的主流称为干流，直接汇入干流的河流称一级支流，汇入一级支流的河流称二级支流，余类推。如长江水系直接入海的长江为干流，直接汇入长江的汉水为长江的一级支流，流入汉水的唐白河为二级支流，注入唐白河的白河为三级支流。内陆水系与外流水系干支流的划分相同。水系的名称一般以干流的河名命名，而干流不同河段则可能有其他名称，如长江干流上游的名称有通天河、金沙江等，纳岷江以后始称长江，并以长江为水系名。

由于地形、地质构造的不同和气候等因素的影响，各个水系的形状各异，并形成各个水系所具有的独特水文情势。根据干支流的不同分布，水系有树枝状、扇状、羽状、平行状、格状、混合状等多种形状。

图1 树枝状水系

（1）树枝状水系。河流自上而下接纳的支流很多，而各支流又有较多的小支流汇入，如同一棵干支分明的树。这种水系干流各河段的水量变化，大致与其相应的流域面积变化相适应。中国浙江省的瓯江水系呈树枝状（图1）。

图2 扇状水系

图3 羽状水系

（2）扇状水系。主要支流均在较短河段内汇入干流，形同一把扇子。汛期，支流洪水集中较快，干流常易发生峰高量大的洪水。海河水系呈扇状（图2）。

（3）羽状水系。一个狭长的流域中各支流大体平行分布于干流两岸，如同一根羽毛。这种水系干流各河段的水量一般变化较平缓。中国境内的元江、澜沧江和怒江水系呈羽状（图3）。

（4）平行状水系。各支流间相互平行先后汇入干流，或者其中有的支流与干流先平行流向下游，然后在下游与干流相汇合。这种水系的来水，随降雨的地区分布而异，如遇全流域降雨，各支流来水若能先后错开，则干流出口断面的流量过程较平缓；如降雨中心由上游向下游移动，则常易形成较大洪水。淮河水系呈平行状（图4）。

图4 平行状水系

（5）格状水系。各支流大致垂直汇入干流，干支流的分布呈格子状，干流出口断面的流量过程较平缓。闽江水系呈格状（图5）。

图5 格状水系

（6）混合状水系。由两种以上不同水系形状组合而成的水系。长江水系呈混合状（图6）。

水系的特征值包括：①河长，河流由河源至河口的中泓长度，是确定河流落差和比降，估算水能和航程，决定汇流时间等的重要参数。②河网密度，又称河道密度，即干支流总河长与流域面积之比值。③河网发展系数，又称河道发展系数，即某级支流的总河长与干流河长之比，发展系数越大，表明支流长度超过干流长度越多，河网对径流的调节作用也就愈大。④水系不均匀系数，干流的一岸支流总长与另一岸支流总长之比，表示整个水系两岸不对称的程度和两岸注入干流水量的不均衡性质。⑤河流弯曲系数，干流河源至河口两端点间的河长与其直线距离之比，表示河流平面形状的弯曲程度，是研究河流水力特征和河床演变的一个重要指标，取决于流域中的地形、地质、土壤性质和水流特性等。⑥分汊系数，干流下游自开始有分流汊河起，各分流汊河和干流的总河长与开始有分流汊河以下干流河长之比。分岔系数愈大，表示该河分汊河愈多，水流愈分散，流速减小，泥沙愈易淤积，河床愈不稳定。

图6 混合状水系

研究水系的形状、特征与水文情况之间的关系，是探索水系发展、演变规律的一个重要内容，也是开发和治理水系的重要依据。