Respublikanın sıx çay şəbəkəsi, onun ərazisini sanki mavi hörümçək toru ilə örtmüşdür. Azərbaycan ərazisində irili-xırdalı 8400-ə yaxın çay vardır. Onlardan 850-si 5 km-dən artıq uzunluğa malikdir. Lakin uzunluğu 100 km-dən artıq olan çayların sayı cəmi 24-dür.
Kür və Araz çayları Qafqazın ən iri çayları olub, ölkənin başlıca suvarma və hidroelektrik enerjisi mənbələridir.
Kür çayı Türkiyə ərazisindəki Qızılgədik dağının şimal-şərq yamacından, 2740 m mütləq yüksəkliyə malik sahədən başlayır. O, Gürcüstan ərazisindən keçərək, Azərbaycan ərazisinə daxil olur. Kür-Araz ovalığı ilə axaraq Xəzər dənizinə qovuşur. Kür çayının ümumi uzunluğu 1515 km-dir, onun 906 km-i Azərbaycan Respublikası ərazisindədir. Hövzəsinin sahəsi 188 min kvadrat km-dir. Kür çayı üzərində Mingəçevir, Şəmkir və Yenikənd bəndləri və hidroelektrik stansiyaları inşa edilmiş, nəhəng su anbarları yaradılmışdır. Mingəçevir su anbarından çəkilmiş iri suvarma kanalları – Yuxarı Qarabağ və Yuxarı Şirvan vasitəsilə Kür-Araz ovalığının torpaqları suvarılır.
Araz çayı Türkiyə ərazisində Bingöl silsiləsindən (2990 m) başlayır, Sabirabad şəhəri yaxınlığında (Suqovuşan kəndində) Kürlə qovuşur. Onun uzunluğu 1072 km, hövzəsinin sahəsi 102 min kvadrat km-dir. Samur çayı Azərbaycanın şimal-şərqində ən iri çaydır. Dağıstan ərazisində 3600 m mütləq hündürlükdən başlayır və Xəzər dənizinə tökülür. Uzunluğu 216 km, hövzəsinin sahəsi 4,4 min kvadrat km-dir. Bundan başqa Qusarçay, Qudialçay, Vəlvələçay, Sumqayıtçay, Viləşçay, Lənkərançay və Astaraçay da Xəzər dənizinə tökülür. Azərbaycanda külli miqdarda dağ çayları mövcuddur. Əksər çaylar qar və yağışların hesabına qidalanır. Mənbəyini Böyük Qafqazdan götürmüş Balakənçay, Talaçay, Katexçay, Kürmükçay, Kişçay və digər kiçik çaylar Alazan-Əyriçay vadisində Alazan və Əyriçaya qovuşurlar.
Başlanğıcını Kiçik Qafqazdan götürmüş Ağstafaçay, Tovuzçay, Əsrikçay, Zəyəmçay, Şəmkirçay, Gəncəçay, Kürəkçay, Tərtərçay Kürə qovuşur, Həkəriçay, Oxçuçay və Naxçıvan MR ərazisindəki Arpaçay, Naxçıvançay, Əlincəçay, Giliançay, Ordubadçay Araza tökülür.
Azərbaycan Respublikası ərazisində 250-ə yaxın qidalanma və əmələgəlmə şəraitinə görə fərqlənən təbii şirin və şorsulu göl vardır. Onlardan buzlaq mənşəli Tufangölü, uçqun və sürüşmədən yaranan Göygölü, Maralgölü, Qaragölü, Batabatı və s., çay-dərə mənşəli Ağgöl, Sarısu, Mehman, Hacıqabul göllərini və ən iri şorsulu Acınohur, Böyükşor, Binəqədi və s. gölləri göstərmək olar.