Rețeaua hidrografică a județului este reprezentată de două artere principale – Dunărea și Motru-și de afluenții direcți sau indirecți ai acestora.

Ca râuri ce reprezintă zona de nord a județului nostru, atât Cerna cât și majoritatea afluenților săi prezintă condiții favorabile pentru amenajări hidroenergetice, posibilități pentru alimentarea locală cu apă potabilă și industrială. În acest scop s-a construit lacul de acumulare de la Valea Iovanului, cu un volum de cca.125 mil m cubi. Din acesta, printr-o galerie subterană, apele Cernei sunt indreptate spre Motru, pentru alimentarea zonelor industriale din bazinul inferior al Jiului.

Râul Motru curge de la marginea estică a județului, traversând în cadrul acestuia o distanță de cca.90 km adică mai mult de jumătate din lungimea sa de 138,8 km.

Motru, împreună cu afluenții săi traversează o regiune constituită din diferite roci: șisturi cristaline, granite, calcare și depozite sedimentare friabile – nisipuri, pietrișuri, argile și marne. Panta medie din zona de munte (până la confluența cu Brebina, la Apa Neagră) este de 27 m/km, iar in aval, până la vărsare, de abia 1,5 m/km.

Majoritatea afluenților Motrului sunt pe dreapta și colectează apele de pe teritoriul județului Mehedinți. Aceștia sunt: Motru Sec, cu o lungime de 15 km ce se varsă in Motru, în avale de Cloșani, după ce traversează o zonă carstică, in care formează impresionantele chei, ce despart Muntele Piatra Cloșanilor Mică de Culmea Gorganului.

Orașul Baia de Aramă este străbătut de Valea Brebinei și a afluentului său, Bulba. Pârâul Brebina are o lungime de 19 km, parcurgănd o zonă carstică, din care primește o serie de izvoare. Valea Bulbei este de asemenea o vale tipică carstică, in malurile căreia se află numeroase izbucuri.

Cel mai important afluent al Motrului – Coșuștea – cu un bazin de 425 km pătrați și o lungime de 40, 2 km, are izvoarele în regiunea calcaroasă a Munților Mehedinți (intr-un izvor carstic, situat la altitudinea de 580 m). Până la Isverna, valea sa, adâncă de aproape 200 m. Încă din vatra satului Canicea, râul începe a construi lunca sa largă de 300 – 400 m, peste care se revarsă la viituri, punând în prijmedie gospodăriile localnicilor. De la Isverna direcția sa se abate puțin către sud iar lunca sa capătă o dezvoltare mare atingând 500 – 600 m lărgime și fiind supusă revărsărilor periodice de primăvară și de toamnă.

În zona carstică a Podișului Mehedinți sunt câteva lacuri carstice temporare, ca de exemplu Lacurile Zaton și Ponoarele (lângă comuna Ponoarele) și Lacul Gornovița (intre Balta și Gornovița), care în perioadele de primăvară, din cauza ploilor abundente, au un volum de apă însemnat. Lacul Balta, situat in mijlocu comunei cu același nume, are apă permanentă. Carstul mehedințean mai adăpostește lacuri carstice subterane, formate prin bararea naturală a unor galerii de peșteră, în Peșterile Topolnița și Epuran.

În regiunea de munte, oscilațiile în nivelul de apă freatică sunt foarte mari, datorită diversității structurale, litologice și geomorfologice. În rocile cristaline compacte fisurate apele freatice se găsesc mai ales in pătura de alterare. Prezența calcarelor și a conglomeratelor asigura înmagazinarea unor mari cantități de apă freatice și de adâncime, care in numeroase locuri, apar la zi sub formă de izbucuri ( izvorul Coșuștei, izvorul Brebinei, izorul Bulbei și multe altele mai mici ) constituind o sursă de alimentare a râurilor.

Prezența calcarelor in Podișul Mehedinți contribuie la dezorganizarea rețelei hidrografice . Scurgerea subterană depășește valorile zonei dealurilor, fapt ce comfirmă apartenența acestui podiș la zona de munte.