武汉位于长江中游干流、长江与汉江交汇处。根据长江水利委员会和湖北省水资源分区,武汉市分为3个水资源三级流域区:长江以南地区包括武昌、洪山、青山和江夏为长江城陵矶至湖口右岸三级区,总面积2636平方公里;长江以北地区以汉江为界,包括汉阳、蔡甸、汉南为汉江丹江口以下干流三级区,面积1451平方公里;汉口城区及东西湖、黄陂区和新洲区为长江武汉至湖口左岸三级区,面积4381平方公里。
市三级流域分区以下又分为7个四级流域分区:江夏区金水水系、汤逊湖水系以及武昌城区在长江汉口水文站控制断面以上区域全部为金水四级区,面积1254平方公里。江夏区梁子湖水系以及武昌城区在汉口水文站控制断面以下区域划归梁子湖四级区,面积1382平方公里。蔡甸区、汉阳区和汉南区划归汉南四级区,面积1451平方公里。汉口、东西湖、黄陂府环河流域划归府环河下游区,面积1151平方公里。黄陂滠水流域划归滠水四级区,面积1751平方公里。新洲区按举、倒水流域自然分界,分属举水四级区和倒水四级区,面积分别为763平方公里和716平方公里。