西南地區的水係，北部巴蜀地區，主要河流有長江及其支流岷江、沱江、嘉陵江、烏江、大渡河、青衣江、涪江等數十條。其中，長江幹流自青海省蜿蜒南下流經川西高原進入滇西北，然後調頭而上橫貫四川盆地南部逶迤東去。區內河段自宜賓以上稱金沙江，以下稱長江，別名“川江”，至萬縣市境內奔瀉於巫山山脈的崇山峻嶺之中，形成舉世聞名的長江三峽自然奇觀。西部地區的水係與河流相對較為複雜，大體上分為內流區與外流區。內流區主要分布在藏北高原，河流一般較為短小，多由高山冰雪融化彙積而成，下遊消失在荒漠之中或在低窪地帶瀦留成湖。外流河以雅魯藏布江為著名，發源於藏西傑馬央宗冰川，而後幾乎橫穿整個藏南穀地流往印度。此外，西部地區的外流河還有獅泉河。南部貴州境內主要河流屬長江水係的有烏江及其支流清水江、貓跳河等，屬珠江水係的則有南、北盤江，為珠江的兩大幹流。雲南境內的主要河流有怒江、瀾滄江、金沙江、元江和南盤江，其中元江、南盤江發源於省內，其餘為過境河流，除金沙江、南盤江外，其他的都是流往境外東南亞諸國的國際河流。
西南湖泊眾多，主要集中分布在兩個地區：其一為藏北高原，合計達1000多個，水域麵積近3萬平方千米，多由附近高山冰雪融化而來的內流河彙集成湖，其中納木錯（藏語意為“天湖”）麵積1920平方千米，為我國第二大鹹水湖。其二為雲南高原，計有大小湖泊40多個，水域麵積1100餘平方千米，較大的如滇池、洱海、撫仙湖、星雲湖、陽宗海、程海、劍湖、異龍湖等等，大部分屬金沙江、瀾滄江、珠江三大水係，且均為淡水湖。其餘如黔西北的草海、川西南的邛海以及滇、川交界處的瀘沽湖等，也都是區內較大的湖泊。
四川的地形特點是：可分為東西兩大部分，大致以阿壩、甘孜、涼山三個自治州的東界為分界線，東部為四川盆地，西部為川西高原。四川盆地麵積約20萬平方千米，是我國著名的外流盆地，因盆地中多紫紅色砂、頁岩，所以又名“紅色盆地”，盆地四周為大涼山、邛崍山、大巴山、巫山及雲貴高原上的大婁山等山脈環繞，海拔多在1000～3000米。峨眉山海拔3092米，聳立於盆地西南邊緣，山勢巍峨，峰巒挺秀，是我國名山之一。盆地底部北高南低，海拔300～600米，平原約占7％，丘陵約占52％，低山約占41％。川西高原一般海拔在300米以上，海拔4500米以上為萬年雪山，大雪山主峰貢嘎山海拔7590米，是全省最高峰，本區峽穀縱列，雪山重疊。高原北部，是青藏高原主體的一部分，高原麵相當完整，有大片沼澤、草地分布，富藏泥炭資源。高原南部屬橫斷山區北段，山高穀深，嶺穀相間，自西向東有金沙江、沙魯裏山、雅礱江、大雪山、大渡河、邛崍山等，嶺穀高差向南逐漸增大，可達200米左右，會東至雷波附近的金沙江沿岸，達3000米以上，峽穀中森林廣布，為本省主要林區。
四川境內河流除鬆潘草地各河注入黃河外，其餘均屬長江流域，長江是本省最大的河流，自青海玉樹至本省宜賓一段稱金沙江，長1918千米，是長江的上遊；自宜賓至湖北省宜昌一段習慣上又稱川江，長1020千米，其中從奉節至宜昌間一段又稱峽江。長江自萬縣以下切穿巫山，造成西起奉節縣白帝城附近的灩灝堆，東至宜昌市附近南津關，長達204千米的峽穀區，河道灘峽相間，兩岸高峰壁立，形勢極險，為世界著名的長江三峽——瞿塘峽、巫峽、西陵峽所在地。雅礱江又名小金沙江，是長江上遊重要支流，源出青海省巴顏喀拉山，至攀枝花市東入長江，全長1187千米。嘉陵江、岷江、沱江和烏江為長江在四川盆地中的四大支流，分別自南北兩側注入長江，形成不對稱的向心狀水係。境內湖泊不多，以西昌的邛海為著名，湖水由溪河注入安寧河。湖區風光優美，土地肥沃。高山冰川地區有冰蝕湖，川東石灰岩地區丘陵上有許多溶蝕陷穴瀦水而成的“天池”。