3.内陆河流域

位于全省西北部，流域面积27.11万平方公里，约占全省总面积的60%。其中，苏干湖水系属柴达木内陆河，疏勒河、黑河、石羊河三水系属河西内陆河。年径流量在1亿立方米以上独立出山的河流15条，内石羊河水系有西大河、东大河、西营河、金塔河、杂木河、黄羊河6条；黑河水系有陶赖河、洪水坝河、马营河、梨园河、黑河、洪水河6条；疏勒河水系有党河、疏勒河、大哈勒腾河3条。
(1)苏干湖水系。以大哈勒腾河为干流，源于党河南山的奥果吐乌兰，流经苏干湖盆地，汇入苏干湖。河长320公里，流域面积2.11万平方公里，上游高山区和现代冰川融水量占径流量的36%，对径流的年际变化有一定调节作用。
(2)疏勒河水系。发源于疏勒河南山东段纳嘎尔当，流至昌马峡出山（昌马堡至玉门镇称昌马河）流入玉门、安西灌区，最后消失于哈拉诺尔。流程945公里，流域面积10.19万平方公里。主要支流有党河、榆林河。白杨河、石油河虽不汇入疏勒河，但习惯上仍划归疏勒河水系。
(3)黑河水系。发源于青海省走廊南山的南麓，流至祁连县纳入八宝河进入甘肃境内，至莺落峡出山，灌溉张掖、临泽、高台绿洲，再穿过正义峡，经金塔县鼎新，向北流入内蒙古自治区，称弱水（亦称额济纳河），最后入居延海。黑河是内陆河中流程最长、水量最充沛的河流，全长956公里，流域面积7.68万平方公里，河西商品粮基地中的“吨粮田”大部分集中分布于该流域。主要支流有陶赖河（下游段称北大河）、洪水坝河、丰乐河、马营河、梨园河、大渚马河、洪水河、马营河等。
(4)石羊河水系。诸支流皆发源于祁连山冷龙岭北麓，河流与山脉垂直，较大的河流有：西大河、东大河、西营河、金塔河、杂木河、黄羊河、古浪河，大靖河等。以上河流出山后，进入武威盆地灌区，在黄花寨子汇流后，始称石羊河，再向北流，消失于民勤湖区。河流长约300公里，流域面积4.16万平方公里。由于祁连山水源林面积缩小和上游城市、工业用水量增加，下游来水量越来越少。
除上述河川水系外，省内还有少量的湖泊。天然湖泊有甘南碌曲的尕海和陇南文县的天池，均系淡水湖；在黄土高原及丘陵沟壑区，有一些由于地震等原因造成的河沟两岸黄土崩塌造成的天然聚湫；在河西地区分布有内陆湖、哈勒腾河在中下游渗入戈壁潜流后又复出形成的大小苏干湖，大的面积35平方公里，属咸水湖；小的8.5平方公里，属淡水湖。由于水流减少，昔日的沙漠湖泊， 如今已变成无流区。