北京的五大水系包括薊運河水系、潮白河水系、北運（溫榆）河水系、永定河水系和大清河水系。這些水系幹流由西、北、東向中央流淌，跨度約為100千米，占北京市面積的89.8%。具體來看：
薊運河水系。位於北京東南部，主要河流為泃河，源自河北興隆，自薊州區北入平谷，自東向西橫穿平谷。
潮白河水系。是北京的主水系，上游兩條河流分別源自河北承德的潮河和河北赤城的白河，兩河進入密雲水庫，出水庫後匯成潮白河。
北運（溫榆）河水系。是北京最主要的水系，也是唯一發源於北京境內的水系，主要包括溫榆河、北運河、沙河、清河和通惠河等河流，其流域包括昌平、順義、朝陽、海淀、通州、大興和豐臺等地。
永定河水系。是北京曾經賴以建城的水系，主幹發源於河北張家口，上游稱桑乾河，永定河在北京境內有清水河、媯水河、團河和涼水河等河流匯入。
大清河水系。鎮守北京西南邊境，其支流拒馬河流經房山區。北京五大水系向東、向南流淌，最後都在天津匯入海河後入海。