Ümumilikdə Azərb. Resp.-nın düzənlik ərazisində heç bir çay sistemi formalaşmır. O cümlədən Göyçay r-nu ərazisində mövcud çay şəbəkəsi Kür-Araz ovalığından kənarda Böyük Qafqaz dağlarından başlayan çaylardır. R-nun daxili suları Şirvan hidroloji rayonu tərkibinə daxildir. Çaylar qar, yağış və qrunt suları ilə qidalanır. Səth sularının mexaniki və kimyəvi xassəsi lillənmə 100-500 q/kub m., kimyəvi sinfi C/ca (kalsium-korbanatlı sular), minerallaşma 300-500 mq/l təşkil edir.
R-n ərazisində mühüm çay Göyçay çayıdır. Çay Böyük Qafqaz dağlarının cənub yamacı çaylarına aid olmaqla bərabər Kür hövzəsinə aiddir. Şirvan düzünün tranzit xarakterli çayıdır. Göyçay çayı Qəbələ, İsmayıllı, Ucar və Göyçay r-ları ərazisindən axır. Başlanğıcını Böyük Qafqazın Cənub ətəyindən, hündürlüyü 2435 m olan Kəf dağının qərb hissəsində, Salavat aşırımının 2,5 km qərbində olmaqla Baba dağının 1980 m yüksəkliyindən götürür. Çay 9 m mütləq hündürlükdə Qarasuya tökülürdü. Sonralar meliorativ tədbirlərlə əlaqədar olaraq birbaşa Kür çayına birləşdirilmişdir. Göyçay çayının ümumi uzunluğu 115 km olub, su toplayıcı sahəsi 1770 kv.km-dir. Çayda su axının orta sürəti 12,5 m/san, ən yuxarı sürəti 70m/san-dir.
Göyçay çayına bir sıra çaylar tökülür. Ən əsasları Buqur, Keyniyaçay, Peşnoçay, Zaratçay, Qalacıq (uzunluğu 18 km), Əyriçay (sol qolu, uzunluğu 36 km), Vəndamçay (uzunluğu 36 km), Qaraçay, Eliqyançay, Buynuzçay və s. İsmayıllı və Qəbələ rayonlarının sərhəddində Buynuz körpüsü yanında Göyçay çayı Həftaran dərəsinə tökülür. Sumaqlı kəndinin cənubunda çay iki paralel qola ayrılır. Yenidən Göyçay ərazisinə yaxınlaşanda ayrı-ayrı qollara və arxlara bölünür.
Çayın qidalanması 12% qar, 28% yağış, 60% yeraltı suların hesabınadır. Çayın orta illik su sərfi 12 kub m/san təşkil edir ki, bunun 30-35% yaz, 20-25% yay, 18-22% payız, 15-17% isə qış fəsillərində olur.
Böyük Qafqazın c. yamacından axan çaylar arasında Göyçay çayı asılı gətirmələr həcminə görə yalnız Türyançaydan geri qalır. Çayın asılı gətirmələr sərfi 35 kq/san və yaxud bir ildə orta hesabla Şirvan düzünə bir milyon ton lil gətirir. Orta lillənməsi isə 2700 q/kub m-dir. Asılı gətirmələrin 45-65% aprel və mayda, 15-30% isə sentyabr və oktyabr aylarına təsadüf edir. Çay suyunun tərkibi hidrokarbonatlı-kalsiumlu olmaqla 250-500 mq/l minerallaşmaya malikdir.
Göyçay çayı r-nun həyatında aparıcı rol oynayır. Belə ki, r-n əhalisi bütün sahələrdə (məişət, kənd təsərrüfatı və s.) bu sudan faydalanır. Eləcədə Göyçay və Ucar r-nın 35 min ha torpaq sahəsi bu su ilə canlanır.
Çayda su azalanda Qəbələ r. ərazisində tikilmiş Nöhurqışlaq su anbarı çayı su ilə təmin edir.
R-n ərazisində ikinci uzun çay Arvan çayıdır. Başlanğıcını şəhərdən 12 km aralıdan başlayan Arvan çayı (Arvan dağından) yazda tez-tez daşqınlar yaradırdı. Bunun qarşısını almaq üçün 1972-80 illərdə onun üzərində bənd quruldu və suyu Göyçay çayına axıdıldı. Çay ilin isti dövrlərində quruyur.
R-n ərazisində mövcud çaylardan biri Göyçay çayının qolu olan Şilyan çayıdır.
R-nun q.-dən başlayaraq şərq istiqamətində axan Yuxarı Şirvan kanalı keçir. Başlanğıcını Mingəçevir su anbarından götürən kanalın uzunluğu 123 km-dir. Rayon ərazisində suvarma suyuna böyük ehtiyacı nəzərə alaraq Göyçay çayından Bığır, İnçə (Xan arxı), Qantarma (Qarabaqqal), Çayarxı, Potu, Mirzəhüseynli və s. arxlar çəkilmişdir.
Hal-hazırda r-n ərazisində təbii göllər yoxdur. Yalnız Alpoud kəndi yaxınlığında çox kiçik gölməçələr qalmışdır. Amma süni yollarla bir neçə göllər vardır. 1949-50 illərdə rayonun şm.-ş. hissəsində yerləşən əraziləri su ilə təmin etmək məqsədi üçün əhalinin köməkliyi sayəsində Aşıq Bayramlı süni gölü yaradılmışdır. Oradan gələn su ilə 1200 ha ərazi suvarılır. İkinci belə göl Yekəxana su anbarıdır.
R-n ərazisində Çərəkə və Şəkili kəndlərində kiçik göllər yaradılıb. Çərəkə gölü çox vaxt Xurma göl adlanır.
Düzənlik ərazilərdə qrunt suları mövcuddur. Göyçayda qrunt konusunda 1,5-2 metrdir. R-dan Ucara gedən yolun ətrafında bir neçə bulaqlar vardır.
Keçmişdə r-n ərazisində çoxlu sayda bataqlıq ərazilər olub. Hazırda onların əksəri qurudularaq yararlı hala salınmışdır.
