流域处于干旱区域和湿润区域的过渡地带，多年均匀降水量572mm（1956年~2000年系列，下同）。降水量改变趋势是南多北少，山区多而盆地河谷少。秦岭山区降水量到达800mm以上，西部太白山、东部华山山区到达900mm以上，而渭北区域均匀54lmm，局部区域缺乏400mm。降水量年际改变较大，Cv值0.21~0.29，最大月降水量多发生在7、8月份，最小月降水量多发生在1、12月份。7月~10月份降水量占年降水总量的60%左右。
流域内多年均匀陆地蒸腾量500mm左右，高山区小于平原区，秦岭山区一般小于400mm，而关中平原大于500mm。
依照1956年~2000年45年系列核算，渭河流域多年均匀天然径流量100.40亿m3，占黄河流域天然径流量580亿m3的17.3%。其间渭河干流林家村以上25.25亿m3，咸阳以上54.05亿m3，华县以上88.09亿m3；支流泾河张家山以上17.23亿m3，北洛河源头以上9.96亿m3。
河川径流区域散布不均匀，渭河南岸来水量占渭河流域来水量的48%以上，而集水面积仅占渭河流域面积的20%。南岸径流系数均匀0.26，是北岸的3倍左右。
天然径流量年际改变大，Cv值0.3~0.60，最大年径流量218亿m3（1964年）是最小年径流量43亿m3（1995年）的5倍以上。75%偏枯水年份和95%枯水年份流域天然径流量分别为73.54亿m3和50.34亿m3。
径流年内分配不均匀，汛期7月~10月份来水量约占全年的60%，其间8月份来水量最多，一般占全年的14%~25%；1月份来水量最少，一般仅占全年的1.6%~3.1%。
流域多年均匀地下水资源量为69.88亿m3，其间山丘区35.95亿m3，平原区42.29亿m3，山丘区与平原区重复核算量8.36亿m3。流域多年均匀地下水可开采量为35.71亿m3，其间山丘区2.57亿m3，平原区33.14亿m3。
流域地下水资源首要散布在渭河干流区域，占地下水总量的82.1%。地下水可开采量与地下水资源量散布状况类似，渭河干流区域地下水可开采量最多，占总量的91.9%。
流域多年均匀水资源总量110.56亿m3，其间天然径流量100.4亿m3，地下水资源量69.88亿m3，扣除二者之间重复量后，天然径流量与地下水资源量之间不重复量10.16亿m3。75%偏枯水年份和95%枯水年份水资源总量分别为83.7亿m3和60.5亿m3。
90年代以来，渭河流域降雨量偏枯，加上国民经济发展耗水量的继续不断的添加，河道径流量大起伏衰减。
此外，排水蒸腾及河湖库蒸腾和潜水蒸腾丢失等形成的非用水消耗量的添加、气温升高导致蒸腾才能的添加、集雨工程蓄水等要素，关于实测径流量的削减也有必定的影响。