Hai sông tiếp nhận nước thải và nước mưa chính của thành phố là :
Sông Đồng Nai – con sông lớn nhất vùng Đông Nam Bộ. Diện tích thoát nước là 23.000 km2 và lưu lượng vào mùa khô từ 75 – 200 m3/s.
Sông Sài Gòn nhập vào sông Đồng Nai ở Cát Lái làm thành sông Nhà Bè, chảy ra biển Đông Sài Gòn và có diện tích thoát nước là 5.400 km2. Đoạn chảy qua thành phố rộng 225 – 370 m và độ sâu tối đa đạt 20 m.
Sông ngòi và hệ kênh rạch trong thành phố được nối với nhau và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thủy triều từ biển Đông. Một năm chia làm 3 thời kỳ thủy triều :
Thời kỳ thủy triều thấp : từ tháng 4 – tháng 8
Thời kỳ thủy triều trung bình : từ tháng 1 – tháng 3
Thời kỳ thủy triều cao nhằm vào các ngày 1-4 và 14-17 âm lịch hàng tháng. Thời kỳ thủy triều thấp và trung bình nhằm vào các ngày xen kẽ.
Sự thay đổi biên độ thủy triều hàng tháng cao so vơi sự thay đổi hàng năm. Theo ghi chép của trạm khí tượng thủy văn, biên độ thủy triều trung bình là 1,7 – 2,5 m, tối đa là 3,95 m.
Lưu vực thoát nước chính của quận 3 là lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè và một phần lưu vực Tàu Hũ – Bến Nghé – Đôi – Tẻ. Diện tích lưu vực Nhiêu Lộc – Thị Nghè là 33 km2 và nằm trong địa bàn của 7 quận trong thành phố.
Đánh giá thủy lực sơ bộ của lưu vực là vận tốc thấp nhất từ 0,3 – 0,4 m/s vào lúc triều của 3 sông Sài Gòn, Đồng Nai và Nhà Bè lên cao.
Khả năng thoát nước của hầu hết các kênh vùng trung tâm nhỏ hơn khả năng thoát của dòng chảy lũ 5 hay 10 năm và sẽ được mở rộng, nạo vét để tăng khả năng thoát.
Hiện nay, mặt cắt kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè hẹp và cạn do bùn, rác và xà bần đổ xuống kênh. Kết quả là tác động thau rửa của thủy triều giảm nhiều trong những thập niên gần đây. Sự xâm nhập mặn (nồng độ rất thấp) từ sông Sài Gòn chỉ đến Cầu Kiệu cách cửa kênh 2,5 km.