洞庭湖水系流域面积26.28×104km2，约占长江流域面积的14%。主要入湖河流有湘、资、沅、澧四水，长江由松滋、太平、藕池三口分流入湖。四水与三口水流经洞庭湖调节后再由城陵矶注入长江。洞庭湖水系多年平均年径流量2016×108m3，约占长江流域地表水资源的21%。洞庭湖四水流域遭遇较大暴雨，洪峰流量超过河道安全泄量，往往造成洪水灾害，以澧水下游尾闾段最为严重。

洞庭湖水系图

洞庭湖北连长江，南纳四水，是长江最重要的调蓄湖泊。洞庭湖面积2650km2，是全国第二大淡水湖。洞庭湖水系复杂，河网密布，可分为西、南、东洞庭湖三大片。西洞庭湖指赤山岛以西的湖泊，现仅存目平湖与七里湖，主要水系为沅、澧二水尾闾。南洞庭湖指赤山岛以东与磊石山以南的湖泊，介于东、西洞庭湖之间，南接湘、资尾闾，北与大通湖相连。南洞庭湖现存湖泊较大者有万子、横岭两湖，主要是湘、资两水尾闾。东洞庭湖位于湖区东部，在木合铺、新洲、大东口与磊石山、鹿角之间，西有藕池河东支于新洲注入，南受西、南洞庭湖的转泄及湘江的入汇，东有汨罗江、新墙河注入，使东洞庭湖成了三口、四水的总汇合区，再由岳阳向东北流至城陵矶汇入长江。

洞庭湖区年平均降水量1235mm，以3～6月相对集中。每年汛期（5～10月）入湖水量2240×108m3，其中46.4%来自于长江三口，47.3%来自于湘、资、沅、澧四水，6.3%来自于湖区及其径流产水。每年进入洞庭湖的泥沙平均为13610×104m3，其中82.3%来自于长江三口，17.7%来自于湘、资、沅、澧四水。城陵矶（七里山）多年平均出湖泥沙3510×104m3，占入湖泥沙总量的25.8%。每年大约有1×108m3的泥沙淤积在洞庭湖中，占入湖泥沙量的74.2%。由此可见，洞庭湖的泥沙主要来自于长江。

秦汉以前云梦泽南连长江，北通汉水，“方九百里”。到南北朝时，云梦泽萎缩到“方三四百里”，而洞庭湖则与南面的青草湖相连，由过去的“方二百六十里”扩大到“方五百里”。到唐宋时，云梦泽不复存在，分解成星罗棋布的小湖群，洞庭湖则向南扩展，西吞赤沙，横亘“方八九百里”。1542～1852年，洞庭湖湖面超过6000km2。1860年以后，藕池、松滋先后溃口分流，分泄了长江大部分的洪水，使下荆江河段因流量剧减而淤塞蜿蜒，形成九曲回肠，同时加剧了洞庭湖的淤积和水患。洞庭湖自此陷入不断萎缩的过程，到1949年洞庭湖缩小到4350km2，如今洪水水面只有2650km2。湖区不少地方历经沧桑变迁，原为陆地，后沉陷为水面，继而又退出复为陆地，成为江湖演变的历史见证。