เมื่อไม่รวมแม่น้ำเล็กๆทางตะวันออกเฉียงใต้ แม่น้ำส่วนใหญ่ในกัมพูชาไหลลงสู่ทะเลสาบเขมรหรือแม่น้ำโขงเทือกเขาบรรทัดและเทือกเขาดมเร็ย ทำให้เกิดระบบแม่น้ำที่แยกออกไปต่างหากโดยทางตะวันตก น้ำไหลลงสู่อ่าวไทย ส่วนทางตะวันออกไหลลงสู่ทะเลสาบทางใต้ของเทือกเขาดมเร็ย มีแม่น้ำสายสั้นๆ ไหลไปทางใต้แล้วลงสู่ภาคตะวันออก

แม่น้ำโขงในกัมพูชาไหลลงไปทางใต้ โดยเริ่มจากชายแดนลาว-กัมพูชา ที่ตำแหน่งใต้เมืองกระแจะ แล้วไหลไปทางตะวันตก 50 กิโลเมตร แล้วจึงไหลต่อลงไปทางใต้จนถึงพนมเปญ ช่วงก่อนถึงเมืองกระแจะน้ำไหลแรงมาก แต่หลังจากกำปงจามไปน้ำจะไหลช้า และเกิดน้ำท่วมในเดือนมิถุนายนถึงพฤศจิกายน ในพนมเปญมีบริเวณที่เรียกจัตุรมุข ซึ่งแม่น้ำโขงไหลมาจากตะวันออกเฉียงเหนือลงไปทางใต้ มีน้ำจากทะเลสาบเขมรไหลมาจากตะวันตกเฉียงเหนือ มารวมกับแม่น้ำโขง และมีแม่น้ำบาสักไหลแยกจากแม่น้ำโขงเพื่อไปลงทะเลจีนใต้ การไหลของน้ำในทะเลสาบขึ้นกับฤดูกาล กันยายนถึงตุลาคม น้ำจากแม่น้ำโขงจะไหลเข้าทะเลสาบ ทะเลสาบจะขยายกว้างขึ้น เมื่อถึงฤดูแล้ง น้ำในแม่น้ำโขงลดระดับลง น้ำจะไหลออกจากทะเลสาบลงสู่แม่น้ำโขง แหล่งน้ำหลักของประเทศกัมพูชา มีดังนี้

1. แม่น้ำโขง ไหลจากลาวเข้าสู่ภาคเหนือของกัมพูชาแล้วไหลผ่านเข้าเขตเวียดนาม มีความยาวในเขตกัมพูชารวม 500 กิโลเมตร
2. แม่น้ำทะเลสาบ เชื่อมระหว่างแม่น้ำโขงกับทะเลสาบ ความยาว 130 กิโลเมตร
3. แม่น้ำบาสัก (Bassac) เชื่อมต่อกับแม่น้ำทะเลสาบที่หน้าพระมหาราชวัง กรุงพนมเปญ ความยาว 80 กิโลเมตร
4. ทะเลสาบโตนเลสาบ อยู่ห่างจากกรุงพนมเปญประมาณ 100 กิโลเมตร ฤดูน้ำหลากน้ำท่วมถึง 7,500 ตารางกิโลเมตร ลึกถึง 10 เมตร โตนเลสาบครอบคลุมพื้นที่ 5 จังหวัด ได้แก่ กำปงธม กำปงซะนัง โพธิสัตว์ พระตะบอง และเสียมราฐ ในโตนเลสาบมีปลาชุกชุมกว่า 300 ชนิด