Благодаря значительному количеству осадков, лесам, способствующим переводу поверхностного стока во впутрепочвенный, наличию пояса верных снегов и ледников, с гор стекает большое количество горных рек. Эти реки быстрые, несут бурные грохочущие потоки воды среди камней. Вода в них холодная и чистая, пригодная для питья, приятная на вкус и полезная для орошения.
Большинство рек Заилийского Алатау имеет снегово-ледниковое питание, и только на западной и восточной оконечностях хребта, где нет ледников, — снеговое и дождевое. Наиболее крупные из них— Узун-Агач, Чемолган, Каскелен, Аксай, Большая Алматинка, Малая Алматинка, Талгар, Иссык, Тургень и Чилик.
Реки Заилийского Алатау в меженный период имеют ширину 10—15 м, их глубина 30—50 см. Впадают они в реку Или, но летом почти полностью забираются на орошение.
Ледниковые реки имеют два паводка: первый — весенний при таянии снегов и второй — летний при таянии ледников. Эти паводки в отличив от равнинных рек не так сильно выражены, так как таяние снегов растянуто на длительное время. Вначале тают снега в предгорьях, затем в «прилавках», в апреле — в нижнем поясе гор, в мае - в среднегорном поясе и в июне - в высокогорном. После этого начинают таять ледники, но их таяние также связано с вертикальной поясностью. В гляциальном поясе обычно летом холодно, и ледники тают постепенно. В июле и в августе иногда в этом районе температура днем поднимается до плюс 10—18°, вызывая сильное таяние в нижней части снеговой линии и языков, спускающихся с ледников. Обычно повышение температуры сменяется резкими похолоданиями с выпадением снега. Поэтому во время паводков даже в самые многоводные годы уровень воды поднимается на 5O—1OO см и очень редко до 2 м. Это обычная нормальная жизнь ледниковвых рек.
Однако кроткий нрав горных рек в бычные ясные жаркие дни изменяется. Утром воды реках немного, она чистая, прозрачная и относило смирная, грохота водопадов и передвигаемых валунов не слышно. Во второй половине дня или к вечеру, в зависимости от удаленности до пояса снегов или ледников, весной во время таяния снегов и летом в самую жаркую погоду количество воды в реках резко увеличивается, река становится бурной, грохочут камни, вода насыщается илом, песком и смытым грунтом. Переходить пли переправляться вброд через реку весьма опасно, а зачастую и невозможно. Ледниковое питание рек Средней Азии и Южного Казахстана составляет 15—ЗО0%.
И.Н.Пальгов (1959) установил, что в дебите реки Малой Алматинки осадки дают 82,7%, а от таяния ледников, фирна и вечных снегов на ледниковых языках - 17,3% воды. Это вполне естественно, если учесть, что площадь, занятая ледниками, от всей водосборной площади рек Заилийского Алатау составляет всего несколько процентов. При этом не исключается питание рек грунтовыми водами, значение которых довольно существенно. Тем не менее недооценивать ледниковое питание не следует. Оно обеспечивает равномерное и круглогодичное пополнение рек водой, дает чистейшую холодную питьевую воду, и ледниковые паводки бывают в самое жаркое время (июнь, июль, август), когда необходима вода для орошения полей. Пройдя через толщу горных пород, вода пополняется растворимыми веществами и илом и по своим питательным свойствам превосходит поливную воду знаменитого Нила. Так, река Иссык, по данным И.Н.Пальгова (1959), в 8 км от выхода из Иссыкского озера имеет среднюю годовую мутность 24 г/м3, а химически растворенных веществ в том же объеме воды — 81 г. Реки снегово-ледникового питания стекают со средней наиболее высокой части хребта. Реки снегового и снегово-дождевого питания встречаются на восточной и западной оконечностях хребта Заилийского Алатау, они маловодны, и более или менее обеспечены водой, если их склоны покрыты древесной, кустарниковой и травянистой растительностью. В жаркое время года они становятся маловодными, а некоторые из них при выходе из гор пересыхают.
Значительная часть воды при таянии снега и льда проникает в глубь земли, пополняя грунтовые и артезианские воды, которые выклиниваются на поверхность, давая начало небольшим речкам грунтового типа питания, называемые по-казахски Карасу — черная вода, т.е. вытекающие из-под черной земли, в отличие от рек светлых ледникового питания — Аксу — белая вода.
Предгорные карасу довольно часто встречаются, они в отличие от ледниковых рек маловодны и обладают равномерным стоком. Их часто перекрывают плотинами, образуя искусственные пруды и озера. Например, Фрунзенские и Байсерковские озера тянутся цепочкой от поселка Байсерки по направлению к реке Или. Из них берется вода для орошения полей. Значение рек Заилийокого Алатау трудно переоценить. Реки — это оазисы в пустыне, а горы, в свою очередь, увеличивают количество осадков, соохраняют и накапливают снег, образуя из него ледники. Леса по склонам гор переводят поверхностный сток в подземный и обеспечивают более равномерное поступление воды в реки в течение года. Вдоль рек и озер поселились люди, создали сплошлую линию предгорных сел и городов.
Падающая с гор вода обладает колоссальными гидроэнергетическими ресурсами. В этом отношении наши горные реки освоены еще далеко не полностью. Это каскад ГЭС на реках Большая и Малая Алматинки. Планируется строительство крупных ГЭС на реках Чилик и Чарын. Однако горные реки, имея перепад высот на расстоянии 20—25 км свыше 2000 м, обладают огромной потенциальной разрушительной силой. Сильные ливни или резкие повышения температуры, вызывающие интенсивное таяние ледников и прорыв ледниковых озер, могут служить причиной образования катастрофических паводков или селевых потоков. Такие бурные паводки бывают сравнительно редко, по надо иметь в виду, что в реках и даже в сухих логах после сильных дождей резко увеличивается объем воды. Селевые потоки описываются в специалыном разделе, некоторые дополнительные данные об особенностях отдельных рек приводятся при описании ущелий Зиалийского Алатау.
Необходимо помнить, что рост населения, бурное развитие промышленности и орошаемого земледелия в предгорьях Заилийского Алатау требуют бережного отношения к воде. Уже начинает ощущаться нехватка воды на орошение, для бытовых и промышленных целей, особенно в засушливые годы. Воду надо беречь от загрязнения и неразумного расходования, наладить очистку сточных и промышленных вод.
Озера в горах Заилийского Алатау встречаются тектонического, завальло-плотинного, ледниково-моренного и плотинного, питаемого от ледников, рек и подземных грунтовых вод, характера.
Озера завально-плотинного происхождения образовались в результате горных обвалов в долинах рек и при землетрясениях. Берега их скалистые и обрывистые, глубиной до нескольких десятков или сотен метров. Вода чистая и пресная, сток поверхностный и подземный. К таким озерам относилась жемчужина Заилийского Алатау — Большое Иссыкское озеро. 7 июля 1963 г. это озеро постигла катастрофа: селевым потоком была прорвана 307-метровая естественная плотина, и от озера остался небольшой водоем.
Наиболее крупным на хребте Заилийский Алатау является моренно-запрудное Большое Алматинское озеро, образовавшееся от перекрытия долины реки Большая Алматинка древней фронтальной мореной и крупного обвала. Ядро плотины состоит из порфирной скалы. Высота плотины — около 500 м, длина — около 1000 м, ширина — 500 м: максимальная глубина озера — 38 м, объем воды — более 8 млн.м3. Вода чистая, пресная и холодная. Амплитуда колебания уровня воды в озере достигает 111 см. Самый низкий уровень — в марте, самый высокий — в июле—августе в период интенсивного таяния ледников. Зимой озеро замерзает. Питается оно водами реки Большая Алматинка, истоки которой находятся в ледниках в 12 км от озера. Часть воды в озеро поступает из небольшой речки Серке-Булак, которая вытекает из карового ледника и пополняется при частичном таянии снегов вечных ледников. Из озера выходит трубопровод, на котором построен каскад ГЭС. Находясь в 25 км от города Алматы на высоте 2497 м над уровнем моря Большое Алматинское озеро привлекает своей красотой, крутыми берегами, отвесными скалами, моренами и ледниками.
Все ледниковые озера располагаются на высоте 3200-3500 м в центральной наиболее высокой части хребта Заилийского Алатау, наряду с моренными озерами, расположенными ниже конца ледников. Озера Акколь (Белое озеро) в Бозколь (Серое озеро) в верховьях реки Иссык и другие играют существенную роль в равномерном питании рек, но представляют опасность, так как ледниковые и моренные плотины при паводках иногда прорываются и становятся началом образования селевых потоков.
В настоящее время за состоянием этих озер ведется тщательное наблюдение с целью предупреждения жителей предгорий о надвигающейся опасности. Ведутся работы по равномерному спуску с них воды.
В нижнем поясе гор и в предгорьях встречаются озера, питающиеся грунтовыми водами каг естественного происхождения, так и созданные человеком (Солдатское озеро в Широкой щели, Первомайские озера, Байсерковское н Фрунзенские озера и т.д.). Это излюбленные места летнего отдыха жителей города Алматы и многочисленных туристов.