La région possède 5 350 km de cours d'eau dont 4 549 km où la pêche est possible et 320 km de voies navigables. Les principales rivières de la région sont la Saône, l'Ain, la Cuisance, le Doubs, la Loue, l'Ognon, la Bienne, la Valouse, le Suran, la Seille, le Hérisson, la Savoureuse, l'Autruche, l'Allaine ou l'Allan (en France), le Lison. On y dénombre pas moins de quatre-vingt lacs et mille étangs, comme le lac des Rousses, lac de Chalain, lac du Vernois, lac de Vesoul-Vaivre, lac de Saint-Point, lac de Remoray, lac de Bonlieu, lac de Narlay et le fameux lac de Vouglans qui est la deuxième retenue artificielle française avec 605 millions de mètres cubes.