林州市境内山区为受水泄水区，接收大气降水并补转地下，坡面河谷径流罕少，为缺水区。境内有浊漳河、洹河、淅河、淇河4条河流，均属海河流域卫河水系。除浊漳河水源较充沛外，其余均系季节性河流。另外，一些山泉出露亦多为季节性。

流域内有石板岩、任村镇、东岗镇境，面积约400平方公里，占全市总面积的19.55%。支流有露水河和浊河两条，属季节性河流。浊漳河流经本市地段，全属山区峡谷，河身弯曲，断谷较多，有“九峡十八断”之称。地表径流量平均8.6亿立方米。年径流量最大为49.42亿立方米，最小为1.24亿立方米。降水是地表径流量的主要来源，多集中在汛期。在浊漳河支流露水河上游，修建了南谷洞水库和正在动工兴建的马家岩水库，对调洪缓洪和红旗渠补水效益显著。

洹河发源于林州北部的林虑山，有7处发源地，可分为南北两支。北支以发源于姚村镇水河村西南的史家河为主流，南支以发源于城郊乡黄华山的辛桥河为主流，发源于城郊乡西部的桃园河为洹河在本市境内的支流。洹河在本市境内长约40公里，流域面积约840平方公里，占全市总面积的41.05%，流域内有姚村、陵阳、城关、城郊、横水、河顺、采桑、合涧、东姚等乡（镇），洹河平时流量为3—6立方米/秒，遇干旱年，即干涸无水。年平均径流量为0.46亿立方米。地表径流量变幅在0.28—0.81亿立方米之间。河水在横水、郭家窑村西潜入地下，到安阳县善应山露出，故有洹水“逢横而入，逢善而出”之说。

淅河系淇河的较大支流，发源于山西省陵川县，流经壶关县在合涧镇嘴上村西入林州市境，过合涧镇、原康镇、桂林镇，到临淇镇河口村，汇入淇河。总长约90公里，在本市境内长约35公里。淅河在枯水季节潜入地下，到桂林镇千家岗村潜水出露。

淇河发源于辉县市南寨村附近，在辉县市南要子街村入林州，穿越临淇盆地，到五龙镇黄花营村入鹤壁市境，于淇县新镇入卫河。在林州市流域面积806平方公里，占全市总面积的39.4%。有4条较大支流，即淅河、苇涧河、野猪泉河、湘河。流域内有合涧、桂林、原康、东姚、临淇、五龙、茶店等乡镇。年平均径流量为4.8亿立方米，地表径流量变幅在1.4—13.3亿立方米之间。淇河两岸泉水也较多，有欠十步、梨林泉等。淇河水源较充沛，是林州市南部人民饮用水和农业用水的重要水源。在该流域上游建成石门水库、弓上水库起到滞洪兴利作用。

林州地壳十分破碎，层基岩中的裂隙水流失。地下水绝大部分潜入更深地层，只有少量地下水出露为泉水，造成地下水贫乏。地下水主要靠降雨、补给等形成。浅层地下水集中分布在城关盆地及临淇盆地，其它地方由于沟河切割较深，多有河道排泄转化为地表径流。深层地下水埋深多在200米以上，且地质结构复杂，开采难度大，代价高。浅层地下水合计储量0.67亿立方米，分布面积达230平方公里，埋深约在1—38米之间，其中强富水区和中富水区分布面积约8.4平立公里。林州较大的泉水主要出露于市境西部、南部较老的地层中，而中部地层中出露的泉水多为间歇性小泉。位于临淇镇石门寺村附近的万泉山为本市最大的一处泉群，出流数十处，汇合涌水量为0.1—0.9立方米/秒，雨、雪后涌水量增大，雨季可达十几个涌水量，最旱年也能保持0.2立方米/秒，此外有万米泉、桃花洞泉、梨园坪泉、南觅泉等。