境内河流属黄河水系,分属清涧河、无定河、延河3个支流水系,流域面积2395.36平方公里,其中清涧河水系1631.1平方公里,无定河水系759平方公里,延河水系5.26平方公里。全县沟道面积1159.21平方公里,其中流水沟道474条,总长度258公里,沟道比降0.40~6.30%。年径流系数约0.09,多年平均径流量1.78立米/秒,年径流总量10911.23万立米。
主要河流有秀延河(统称清涧河)、涧峪岔河(统称淮宁河)、大理河、永坪河4条。
秀延河 发源于西部与安塞交界山麓,东西走向,先向东南,到李家岔乡杨桥折向东流,依次流经李家岔、安定、栾家坪、瓦窑堡、冯家屯、杨家园子、史家畔、马家砭7个乡(镇),东至苗家沟入清涧县境。境内流长80公里,流域面积1405.10平方公里,占全县总面积58.70%,河床曲流发育,安定以上为“S”状,以下河床南倾,至县城略呈东北向,仰角约5 °左右,吴家寨子以东,曲辐变小。河段高程1250至930米,平均比降4%。其中上、中、下游比降分别为5%、4%和3%,河床基础为砂岩,大部分河段岩石裸露,河床较为稳定。多年平均流速4.45立米/秒,平均流量2.07立米/秒,年径流总量6393.98万立米,实测常年流量0.964立米/秒,实测常年最大洪峰量3150立米/秒(1969年8月9日),最小时河道干枯(1972年5月10日),平均水位5.50米,最高水位10.24米,年输沙量1489.40万吨。封冻期,平均在11月27日,最早11月21日,最晚12月3日。河心平均冰厚54厘米,最大冰厚85厘米,最小冰厚40厘米。流冰开始,平均在11月17日,最早11月10日,最晚11月23日。流冰终止,平均在3月23日,最早3月16日,最晚4月3日。封冻日数,平均99天,最长110天,最短93天。本流域有流水沟道291条,呈树枝状分布。较大的支流有3条:李家川支流西源凉水湾,向东流经寺湾、冯家屯乡,至瓦窑堡注入秀延河;黄家川支流,西北源于峁底,流经玉家湾、杨家园子镇,至吴家寨子注入秀延河;水园子川支流(又称任家河),北源白应河,流经马家砭乡,至任家河入清涧县境,于折家坪附近入清涧河。
涧峪岔河 发源于高台乡南部,属淮宁河上游,无定河的支流。流经高台、涧峪岔、南沟岔3乡,入子洲县境。境内流长36公里,流域面积394平方公里,占全县总面积的16.50%。河流呈东西走向,曲流幅度不大。河床高程180米,平均比降5%,其中上、中、下游比降分别为6%、5%和4%。河床基岩为砂岩,其上覆盖红胶土,涧峪岔乡境内15公里基岩为红胶土覆盖,以下河段均有砂岩裸露,河床较为稳定。多年平均流量0.56立米/秒,径流总量1792.70万立米,实测常年最大流量0.567立米/秒。年输沙量417.60万吨。最大洪流量1300立米/秒(1990年9月21日)。涧峪岔河的封冻、结冰、流冰情况与秀延河相似。涧峪岔河水系有流水沟道74条,呈辐射状分布。较大的支流有南河沟。其东源南河沟,西源应则沟,两源到徐家岔汇合,向东北注入涧峪岔河。
大理河 发源于石家湾乡新庄墕村,属无定河支流。流经本县高台、石家湾、李家岔3乡,流域面积365平方公里,占全县总面积的15.20%。59条流水沟道呈羽翼状分布,自南向北分别流出县境,注入大理河主流。7条主沟道总长80公里,多年平均径流量0.53立米/秒,径流总量1660.75万立米,实测常年流量0.161立米/秒。洪水含沙量年平均0.30吨/立米。
永坪河 发源于余家坪乡曹家河村,属清涧河的支流,有流水沟道48条,呈树杈状分布,自西北向东南流出县境。境内流域面积226平方公里,5条主沟长58.40公里。多年平均流量0.33立米/秒,径流总量1028.30万立米。