Đây là dòng chảy có ý nghĩa quan trọng nhất, quyết định các dòng chảy khác của sông ngòi và đặc trưng cho sự tồn tại của sông ngòi. Trong những nhân tố ảnh hưởng dòng chảy nước của sông ngòi thì nhóm nhân tố khí tượng thủy văn có vai trò quan trọng nhất, quyết định đối với lượng nước và chế độ nước sông.
Với tư cách là nhân tố giữ vai trò chủ đạo, khí hậu –khí tượng giữ vai trò là nguồn cung cấp nước cho sông ngòi. Nguồn cung cấp nước cho sông có thể là nước mưa, tuyết hoặc bang tan. Trong đó lượng nước rơi có ảnh hưởng lớn nhất. Những nơi có lượng nước rơi phong phú, dòng chảy sẽ lớn và ngược lại, những nơi khô khan dòng chảy sẽ giảm đi, có thể trở thành các uet hay takưa…Theo M.I.Lovich, lượng nước rơi giảm dần từ xích đạo về hai cực, đặc biệt là các miền hoang mạc lượng mưa thấp, điều đó ảnh hưởng đến lưu lượng nước ở các khu vực này.
Hình thức nước rơi cũng có ảnh hưởng đến lưu lượng nước sông, những nới nước rơi ở thể lỏng, thông thường nơi đó sông suối có lưu lượng nước lớn hơn là
những nơi có nước rơi ở thể xốp (tuyết). Bởi thế các sông ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt thường là các sông có lưu lượng nước lớn như hệ thống sông Amazon ở Nam Mỹ, hệ thống sông Ấn – Hằng ở Nam Á, hệ thống sông Hoàng Hà, Trường Giang, Tây Giang ở Trung Quốc, hệ thống sông Hồng, Sông Mê Công ở Việt Nam…, còn ở khu vực ôn đới và hàn đới, các sông thường nhỏ hơn, lưu lượng nước ít hơn.
Bên cạnh ngồn cung cấp nước, các yếu tố khí tượng cũng ảnh hưởng đến sông ngòi thông qua sự bốc hơi nước của sông suối qua yếu tố nhiệt. Lượng nước bốc hơi từ sông ngòi cũng có xu hướng giảm dần từ xích đọa về hai cực, đặc biệt trong các miền hoang mạc, lượng bốc hơi lớn hơn cả lượng nước rơi, làm cho dòng chảy rất khó tồn tại và phát triển. Bên cạnh đó nhiệt dộ không khí còn phức tạp hơn, nó làm giảm độ ẩm tương đối và tăng cường cho quá trình bốc hơi, đồng thời làm tuyết và băng tăn làm tăng lượng nước cho sông ngòi.
Ở Việt Nam, do nằm hoàn toàn trong vùng nội chí tuyến, nên nguồn cung cấp nước cho sông của chúng ta là do mưa rơi. Lượng mưa lớn làm cho lưu lượng dòng chảy phong phú. Tổng lượng nước của sông ngòi Việt Nam vào khoảng 839 tỉ m3, trong đó lượng phát sinh trong lãnh thổ nước ta chiếm 38.5%, lượng nước đổ ra bên ngoài lãnh thổ chiếm 1.5%, 60% lượng nước nhận được từ bên ngoài lãnh thổ. Ở nước ta có các hệ thống sông lớn như hệ thống sông Hồng, sông Cửu Long, sông Đồng Nai. Riêng hệ thống sông Cửu Long chiếm 60% lưu lượng nước của toàn bộ hệ thống sông ngòi nước ta; hệ thống sông Hồng chiếm 15%, còn lại là các hệ thống sông khác.