德令哈市属高原大陆性气候区，具有高寒缺氧、空气干燥、少雨多风、年内四季不分的特点。区域水资源总量：9.927亿立方米。德令哈市多年平均径流量9.233亿立方米，其中巴音河、巴勒更河、白水河地表水资源3.66亿立方米，区间地表水资源0.586亿立方米。属哈拉湖水系的地表水资源2.071亿立方米，泉水年径流量0.479。出境水资源量3.206亿立方米。不同频率的地表水资源量分别为：丰水年（P=20%）10.59亿m³，平水年（P=50%）9.13亿m³，偏枯年（P=75%）8.06亿m³，枯水年（P=95%）6.68亿m³。

地下水资源量5.556亿立方米，主要分布在泽令沟、德令哈、尕海地区以及怀头他拉地区，其中德令哈盆地区为3.546亿立方米，塔塔棱河区为0.535亿立方米，党河、哈尔腾河河源区为0.605亿立方米，哈拉湖盆地区为0.870亿立方米。德令哈市面积较大的湖泊有四个：哈拉湖、柯鲁可湖、托素湖、尕海湖。面积分别为617、57.96、140、32.5km²。