Челябинская область расположена на водоразделе бассейнов трех рек - Тобола, Урала и Камы, вследствие чего речная сеть Челябинской области уникальна: реки текут здесь преимущественно своими верховьями, поэтому они очень небольших размеров и очень маловодны.
Всего на территории Челябинской области 3062 реки и 90,3 % из них - это очень малые реки протяженностью менее 10 километров. Протяженность свыше 200 километров (в пределах Челябинской области) имеют всего 7 рек: Миасс, Уй, Урал, Ай, Уфа, Увелька, Гумбейка.
Распределены реки крайне неравномерно. Более половины рек (55 %) приходится на западную горную часть Челябинской области, где протекают реки бассейна реки Кама: Уфа, Ай, Юрюзань, Сим и другие со своими притоками. Большая часть рек западных районов имеет характер типичных горных потоков с быстрым течением. На долю снежного покрова приходится 50 - 70 % годового стока этих рек. Горная местность определяет быстрый приток воды в реки после таяния снега и особенно после выпадения обильных осадков. Для этих рек характерны дождевые паводки, максимальный сток которых в отдельные годы равен или даже превышает максимальный сток в период весеннего половодья.
Значительно беднее реками и их водными ресурсами восточная часть Челябинской области, расположенная за Уральским хребтом, где протекают равнинные реки бассейна реки Тобол. Бассейн реки Тобол формируют реки: Миасс, Уй, Тогузак, Теча, Аят и другие. Самыми крупными из них являются реки: Миасс, Уй с притоком Увелька, Синташта с притоками Берсуат, Аят, Тогузак. Питание в основном снеговое, доля которого составляет около 90 % от годового стока. Реки бассейна реки Тобол протекают преимущественно по равнинной местности, и дождевые паводки для них не характерны.
Юго-западные районы Челябинской области занимает бассейн реки Урал, который охватывает площадь 16,4 тыс. кв. километров (18,5% площади Челябинской области), в основном южные районы Челябинской области, и представлен рекой Урал и ее притоками. Правобережные притоки - реки Миндяк, Большой и Малый Кизил - несут на себе черты горных рек, левобережные - Гумбейка, Зингейка, Большая Караганка - имеют равнинный характер. Основным источником питания рек бассейна Урала является снежный покров, на долю которого приходится 60 - 70 % годового стока. Доля дождевого питания незначительна.
Для всех рек Челябинской области характерны высокое весеннее половодье и низкий сток в остальное время года. Весеннее половодье на большей территории Челябинской области начинается в первой декаде апреля.
Первыми вскрываются ото льда реки Зауралья: вначале Аят, Уй, Увелька, Миасс, Теча, затем река Урал с многочисленными притоками, последними - горные реки. Высота и продолжительность половодья на реках зависят от размеров водотоков и их высотного положения. Значительное влияние на интенсивность половодья оказывают температурные условия, снегозапасы и осеннее увлажнение почвы. В теплые весны даже при незначительном запасе воды в снеге подъем уровня воды бывает высоким, а половодье непродолжительным. В ранние весны, которые, как правило, оказываются затяжными, половодье затягивается до середины мая.
На большинстве рек половодье проходит за 25 - 30 дней, на более крупных реках срок разлива увеличивается до 40 дней, а на малых речках не превышает 15 - 20 дней. В горных районах половодье проходит в два пика: первый - во второй декаде апреля, второй - в первой декаде мая.
Наибольшая высота подъема уровня воды за время половодья на реках изменяется от 1,5 метра до 3 метров, в многоводные годы - до 4 - 5 метров. Объем стока за половодье в горных районах составляет 60 - 70 % от годового, в равнинных и лесостепных районах - 80 - 90 %.
На реках горных районов помимо весеннего половодья резкое увеличение водности происходит в период дождевых паводков. На отдельных реках они повторяются за летний период до 2 - 3 раз и более. Подъем уровня воды при паводках может быть выше уровня весеннего половодья.
Летом поступление воды с водосборной площади резко сокращается и реки переходят в основном на подземное питание. Наиболее маловодными бывают август и сентябрь. В Зауралье летне-осенняя межень длительная и устойчивая, а в горных районах нередко прерывается дождевыми паводками. Средняя продолжительность ее изменяется от 140 - 150 дней в Зауралье, до 80 - 100 дней в горных районах. Многочисленные малые реки длиной менее 10 километров полноводными бывают только в весенний период. С наступлением летней межени они пересыхают. Прекращение летнего стока особенно характерно для рек степных районов, для более крупных рек пересыхание является нетипичным. Исключение составляют засушливые годы, когда пересыхают многие реки Зауралья.