Гидрографическая сеть Омской области относится к бассейну реки Иртыш, включая бассейны замкнутого стока Ишим-Иртышского и Обь-Иртышского междуречий. По территории Омской области протекает 4 230 рек различной длины и водности. Из них 11 водотоков длиной более 100 км. Все реки области равнинные, большей частью извилистые, с малыми уклонами и небольшими скоростями течения воды.
Основная водная артерия Омской области - река Иртыш, которая в пределах области пересекает различные природные зоны. В пределах Омской области находится участок Срединного Иртыша длиной 1132 км. От границы Республики Казахстан до Омска Иртыш бесприточный, далее он принимает ряд крупных притоков: справа - реки Омь, Тару, Уй, Шиш, Туй, слева - реки Ошу и Ишим.
Река Омь - правобережный приток Иртыша, вытекающий из озера Омское, расположенного среди Васюганских болот (междуречье Оби и Иртыша) на территории Новосибирской области. На Омскую область приходится низовье реки длиной 294,7 км. С правого берега в реку Омь впадают два небольших притока - Ачаирка и Тарбуга.
Река Тара берет начало в Новосибирской области и впадает в реку Иртыш с правого берега. В пределах Омской области длина реки Тара составляет 238 км. Основные притоки правобережные - Верхняя Тунгуска, Нижняя Тунгуска, Бергамак и другие.
Река Уй берет начало в Васюганских болотах Новосибирской области, впадает в реку Иртыш с правого берега. Общая длина реки Уй - 387 км, в том числе 315 км приходится на Омскую область. Основные притоки: по правому берегу - реки Шайтанка, Кейзес, Каинсас, Исас, Бобровка, по левому берегу - река Каинсас.
Река Оша - левобережный приток Иртыша, берет начало из озера Ачикуль, которое соединяется с озером Тенис. Гидрографическая сеть реки Оша очень редкая. Наиболее крупные притоки с левого берега - реки Ик и Большой Аев. Длина реки Оша - 531 км.
Река Шиш берет начало на Васюганско-Абинском водораздельном болоте у границы с Новосибирской областью, впадает в реку Иртыш справа на 1288 км от его устья. Длина реки Шиш - 378 км. Основные притоки - реки Окней, Васисс, Имшичал, Турунчасс, Куяры.
Река Ишим протекает по территории Республики Казахстан и Западной Сибири, является левым и наиболее протяженным притоком реки Иртыш. Общая длина - 2450 км. Течет по плоской Ишимской равнине в широкой пойме с многочисленными старицами. В низовьях протекает среди болот и впадает в Иртыш у села Усть-Ишим.
В Омской области насчитывается около 16 тыс. озер на общей площади 190,4 тыс. га, из них 25 озер имеют площадь зеркала воды более 10 кв.км и лишь 4 озера (Салтаим, Тенис, Ик на территории Крутинского муниципального района Омской области и озеро Эбейты на границе Москаленского, Полтавского и Исилькульского муниципальных районов Омской области) имеют площадь зеркала более 50 кв.км.
Для озер Западной Сибири, в том числе Омской области, характерен циклический ход уровней воды, чередование многоводных и маловодных периодов с общей продолжительностью цикла в 50 - 60 лет с продолжительностью многоводного и маловодного периодов в 25 - 30 лет.
Болота. Для области характерно большое распространение болот. Преобладающими являются низинные болота, чаще всего безлесные. Общая площадь болот составляет 2142,8 тыс. га, в том числе в пойме Иртыша 45,1 тыс. га. Болота занимают 15,3% всей площади области.
Основным источником питания рек и озер являются зимние осадки, доля которых составляет: по южной лесостепной зоне - до 60 - 80%, по северной лесной зоне - до 44 - 60%. Дождевое питание не превышает 13 - 28%. Грунтовое питание, как правило, незначительно, лишь реки северной лесной части области (Тара, Уй, Шиш) имеют повышенный грунтовый сток (24 - 33%).