Гидросеть Москвы очень сильно изменена в процессе градостроительства. В истоках некоторых московских рек были расположены болота и озерки. На пойменных берегах р. Москвы (Дорогомилово, Лужники, Нагатино) было много озер-стариц и болот. С ростом города небольшие ручьи, болота и овраги, препятствовавшие его развитию и благоустройству, постепенно засыпались и исчезали. Более крупные реки перегораживались плотинами и превращались в цепочку прудов, которые с течением времени засыпались наносами. Застройка Москвы повлекла за собой уничтожение выходов грунтовых вод, а в отдельных случаях и истоков малых рек.
Самый крупный приток р. Москвы на территории города - Яуза. К началу текущего столетия Яуза была сильно загрязнена. Вряд ли кто мог поверить, глядя на грязный, покрытый тиной ручей, что в этих же берегах струилась река, которой в XIV - XV вв. отдавали предпочтение перед извилистой Москвой-рекой. В годы Советской власти Яуза была очищена, а сток ее пополнен через Лихоборский обводнительный канал водами Химкинского водохранилища. Благодаря повышению уровня реки после постройки плотин и расширению русла до 25 м Яуза стала судоходной от устья до завода «Красный богатырь».
Река Пресня брала начало в Горелом болоте. Это болото сейчас засыпано отвалами метростроя. Засыпка долины Пресни и заключение ее в коллектор было проведено в 1908 - 1915 гг. Река Неглинная вытекала из Пашенского болота (за Марьиной рощей), которое впоследствии стали засыпать мусором, а в 30-х годах оно было окончательно засыпано отвалами метростроя мощностью 3 - 5 м. Неглинная с притоками и устроенными на ней прудами хорошо видна на плане Москвы 1779 г. В прошлом на Неглинной и ее притоках насчитывалось свыше 20 прудов. В 1819 г. русло Неглинной было заключено в трубу, и в настоящее время речная система находится под землей. Наиболее крупными прудами на Неглинной были Самотечный и Верхний Неглинный пруд на Цветном бульваре, засыпанные во второй половине XVIII в. Пруд на территории нынешней площади Свердлова и площади Революции существовал до 1812 г. В 1820 - 1823 гг. на месте кремлевских прудов на Неглинной был разбит Александровский сад.
Кроме Неглинной и Пресни, заключены в кирпичные коридоры и протекают под землей реки: Черторый, Сивка, Ольховец, Капелька, Рачка, Нищенка, Протока, Сарра, Даниловка и др.
На территории города в современных границах протекало 120 рек и ручьев, из них 55 были достаточно крупными и, вероятно, имели постоянный сток. Прудов в начале XVIII в. насчитывалось 853. Сейчас на этой территории около 300 озер и прудов. Большая часть естественных водоемов в городе реконструирована и претерпела значительные изменения водного баланса.
Москва-река, как и другие реки Московской области, получает питание от талых снеговых вод - 61%, дождевых - 12% и грунтовых - 27%. Вскрывается она обычно около 10 апреля. Средняя продолжительность весеннего половодья 48 дней, наименьшая - 21 день, наибольшая - 85 дней (1896 г.). Наступление ледостава приходится на 19 ноября. В пределах центральной части города река замерзает крайне редко (оказывает влияние сток теплых отработанных вод). Модуль стока в бассейне р. Москвы в среднем составляет 6,2 л/км2/с Годовой сток составляет 3,4 км3.
В прошлом наводнения на Москве-реке бывали нередко и приносили значительные бедствия городу. «Берега Москвы-реки во многих местах обнажены от леса, снега тают бурно, и влага плохо впитывается в почву - весенние подъемы воды постоянно переходят в паводки и наводнения. Даже осенью дожди резко повышают уровень воды; в августе 1876 г. река меньше чем за сутки поднялась на 3,5 м. Весенние паводки регулярно разрушали песчаные и глинистые берега у сел Хорошево и Воробьево, в Крутицах обвалы засыпали речное дно», - читаем в одном из путеводителей 30-х годов.
Гидротехники говорят, что «город сам топил себя паводками». Беспорядочная застройка берегов и многочисленные мосты сужали пойму реки, высокая вода неизменно выходила из берегов. Если за пределами города горизонт воды повышался над нулем до 7,5 м, то в черте Москвы в эти дни вода поднималась до 9 м. Достаточно было воде достигнуть отметки 6,5 - 7 м над московским нулем (за «нуль» принималась нулевая отметка рейки у Бабьегородской плотины), чтобы река начала заливать более низкие, прибрежные районы. При повышении горизонта воды до 8 м затоплялось до 1,5 км2 по берегам; если вода поднималась еще на 50 см, начиналось наводнение. Большие наводнения обычно повторялись через 10 лет.
Одно из самых ранних описаний московского весеннего половодья (1702 г.) находим в книге «Путешествие через Московию» Корнелия де Бруина: «Месяц апрель начался такой резкой теплотою, что лед и снег быстро исчезли. Река от такой внезапной перемены, продолжавшейся сутки, поднялась так высоко, как не запомнят и старожилы. Мельницы на Яузе все были весьма попорчены; рыбные пруды и низменные места позади домов на далекое пространство были залиты водою, равно как и улицы затоплены, что обыкновенно случается здесь весною, когда тают снега. Немецкая Слобода затоплена была до того, что грязь доходила тут под брюхо лошадям» [14].