Hệ thống sông, suối: Hải Hà có 2 con sông lớn chảy qua là sông Hà Cối và sông Tài Chi.
* Sông Hà Cối bắt nguồn từ vùng núi cao trên 500m, có chiều dài 28km, diện tích lưu vực khoảng 118,4km2, lưu lượng dòng chảy lớn nhất là 1.190m3/s, lưu lượng nhỏ nhất là 2,69m3/s.
* Sông Tài Chi: Bắt nguồn từ vùng núi phía Bắc, có chiều dài 24,4km, diện tích lưu vực sông 82,4km2, lưu lượng dòng chảy lớn nhất là 1.490m3/s, lưu lượng nhỏ nhất là 2,72m3/s.
- Hệ thống hồ: Hải Hà có 3 hồ chứa nước ngọt bao gồm:
* Hồ Trúc Bài Sơn nằm trên địa bàn xã Quảng Sơn, có diện tích 110ha, với dung tích thường xuyên đạt 15 triệu m3 nước.
* Hồ Khe Dầu thuộc xã đảo Cái Chiên, có diện tích 18ha, đây là hồ chứa nước ngọt lớn trên đảo, những năm tới có thể nâng cao trình đập để tích nước ngọt được nhiều hơn.
* Hồ Khe Đình - Cái chiên có diện tích 5ha, độ sâu trung bình 4 - 6m, có hệ thống mương bê tông dẫn nước. Những năm tới có thể cải tạo khơi sâu và đắp đập để nâng cao trình tưới, tích nước được nhiều hơn.
- Nhận xét chung:
* Hệ thống sông, suối, hồ đập góp phần vào việc cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân đồng thời tiêu thoát nước vào mùa mưa.
* Thuỷ chế các sông suối trong vùng khá phức tạp, mà sự tương phản chính là sự phân phối dòng chảy không đều trong năm. Mùa mưa lượng nước dồn nhanh về sông chính, tạo nên dòng chảy lớn và xiết gây lũ ngập các ngầm trên tuyến đường chính làm ách tắc giao thông. Về mùa khô, dòng chảy cạn kiệt, mực nước dòng sông rất thấp.
* Tiềm năng về nguồn nước trên địa bàn huyện khá dồi dào, nhưng do các công trình thuỷ lợi và hệ thống mương dẫn chưa được hoàn chỉnh nên tưới tiêu chưa chủ động. Do vậy để phát triển sản xuất nông nghiệp cần thiết đầu tư các công trình thuỷ lợi nhằm đáp ứng nhu cầu sinh lý, sinh thái của từng loại cây trồng, đồng nghĩa với việc khai thác và quản lý tốt nguồn tài nguyên nước.
* Thuỷ triều vùng biển Hải Hà theo chế độ nhật triều (1 ngày, 1 đêm có lần nước triều lên xuống), biên độ triều lớn, thuỷ triều mạnh trong năm vào các tháng 1,2,6,7,8,10. Sóng biển tương ứng với chế độ gió: Sóng mùa hè thường hướng Đông và Nam; mùa đông thường có hướng Bắc và Đông Bắc. Độ cao trung bình của sóng là 0,5m; bước sóng trung bình thường 30 – 40 m. Nồng độ muối thay đổi theo mùa, mùa mưa từ 15-18%, mùa khô từ 22-25%.