El municipio se ubica en la región hidrográfica número 12, conocida como Lerma-Santiago, particularmente en el Distrito de Riego Morelia-Querédaro.
Forma parte de la cuenca del lago de Cuitzeo.
Sus principales ríos son el Grande y el Chiquito.
Estos dos ríos llegaron a rodear la ciudad hasta mediados del siglo XX.
El Río Grande fue canalizado a finales del siglo XIX debido a los frecuentes desbordamientos.
El río Grande tiene su origen en el municipio de Pátzcuaro y tiene un trayecto de 26 km por el municipio de Morelia (atraviesa la cabecera municipal) y desemboca en el Lago de Cuitzeo (el segundo más grande del país).
Los principales escurrimientos que alimentan a este río son el arroyo de Lagunillas, los arroyos de Tirio y la barranca de San Pedro.
El Río Chiquito, con 25 km de longitud, es el principal afluente del Grande y se origina en los montes de la Lobera y la Lechuguilla y se une posteriormente con los arroyos la Cuadrilla, Agua Escondida, el Salitre, el Peral, Bello, y el Carindapaz.
Con relación a los cuerpos de agua en el municipio se tienen la presa de Umécuaro y de la Loma Caliente, así como las presa de Cointzio, las más importante del municipio, con una capacidad de 79.2 millones de metros cúbicos.
Otro recurso importante de abastecimiento de agua en el municipio de Morelia son los manantiales, destacando por su aprovechamiento el manantial de la Mintzita, utilizado para el abastecimiento de agua potable para importante parte de la población de la ciudad, así como para usos industriales.
También son importantes los manantiales de aguas termales como Cointzio, El Ejido, El Edén y Las Garzas.
(Actualmente Cointzio es aprovechado como balneario)
