С Северного Урала берут начало многочисленные полноводные реки, несущие свои воды в Каспийское, Баренцево и Карское моря. Основные реки, стекающие с западного склона хребта, - притоки Камы - Косьва, Яйва, Вишера. На западном склоне берет также начало крупнейшая река Европейского Севера - Печора с притоками - Уньей, Илычем, Подчерьем и Щугором. С восточного склона стекают Северная Сосьва и ее левые притоки - Толья, Няйс, Манья, Ятрия и притоки Тавды - Лозьва, Вижай, Ивдель, Сосьва.

Большая часть рек горной области Северного Урала - типичные горные потоки. Они отличаются слабой выработанностью продольного профиля, крутым падением, быстрым, местами бурным течением, наличием в руслах порогов и перекатов. Наиболее характерны в этом отношении реки северной части Северного Урала, территория которого долгое время была покрыта ледяным покровом, задерживавшим углубление долин. Реки здесь имеют более крутое падение, а следовательно, и большие скорости течения, чем реки южной части Северного Урала (бассейнов Вишеры, Яйвы, Сосьвы, Лозьвы и др.), успевшие прорезать более глубокие долины и лишившиеся большей части порогов и быстрин.

Как правило, особенно порожистые и бурные участки, со скоростью течения в межень до 15-20 км/час, отмечаются в местах прорыва рек через меридиональные хребты и гряды (Щугор, Подчерье, Илыч). В продольных долинах течение рек более спокойно (до 5 км/час), а русло более извилистое.

Характерная особенность речной сети Северного Урала-различие водности, уклонов, скоростей течения, ширины долин и протяженности горной части течения рек западного и восточного склонов. Реки западного склона Урала в 2-3 раза водоноснее рек, стекающих с противоположного, восточного, склона. Это объясняется тем, что на западном склоне выпадает значительно больше осадков, так как основные влагоносные воздушные массы, поступающие к Уралу с западной стороны, задерживаются хребтом и теряют большую часть приносимой ими влаги на наветренном, западном, склоне хребта.

Большинство рек западного склона Северного Урала (Щугор, Подчерье, Илыч, Печора, Вишера) в своих верховьях протекает между продольными хребтами в широких, часто заболоченных долинах. Многочисленные короткие, но водоносные притоки с большим падением русла (до 20 м/км), стекая с крутых склонов окаймляющих долины хребтов, быстро увеличивают водоносность рек. Поворачивая в дальнейшем на запад, реки пропиливают хребты и гряды и выносят свои воды на равнины. В местах прорыва хребтов долины рек часто суживаются и представляют глубокие ущелья с отвесными скалистыми стенами высотой 60-100 м.

Реки восточного склона в связи с окраинным положением водораздельного хребта и, как правило, широтным простиранием долин в пределах горной области имеют узкие долины, значительно меньшую протяженность и большие уклоны русел, чем реки западного склона.

Истоки большей части рек восточного склона расположены обычно на значительно меньшей абсолютной высоте, чем истоки рек западного склона. Это объясняется в основном меньшими высотами водораздельного хребта по сравнению с хребтами, расположенными к западу от него. Поскольку реки начинаются не из озер, как на Полярном Урале, а с плоских возвышенностей, расположенных в заболоченных сквозных долинах, или с обширных болот, ходить на лодках и байдарках даже по многоводным рекам западного склона можно обычно лишь на 10-15 км ниже их истоков.

Для Урала характерно увеличение стока с юга на север вплоть до Полярного Урала. На восточном склоне гор он существенно ниже. В соответствии с распределением стока реки западного склона многоводнее, чем восточного. На их долю приходится 74% от общего годового стока со всей территории Урала. Наиболее разветвлена и многоводна речная сеть бассейна Камы. Многоводны также стекающие с Урала притоки Печоры.

В питании рек принимают участие снеговые (до 70% расхода), дождевые (20-30%) и подземные воды (обычно не более 20%). Значительно возрастает (до 40%) участие подземных вод в питании рек в карстовых районах.

В горах Северного Урала насчитывается всего 212 озер общей площадью около 36 км2, из которых 173 находится в горно-таежном поясе восточного склона на высотах от 200 до 500 м над уровнем моря. На западном склоне всего 39 озер. В основном это небольшие, но глубокие и очень живописные водоемы ледникового происхождения, расположенные в карах и цирках на высотах от 500 до 1000 м (34 озера).

Берега большей части горных озер западного склона безлесны, местами встречаются лишь кустики полярной березки, осока, мхи и лишайники, некоторые озера совсем лишены растительности, берега их покрыты каменными россыпями (курумами). Одно из таких высокогорных озер на Северном Урале - Тельпос, расположенное в каре северного склона горы Тельпосиз на высоте 1081 м над уровнем моря и являющееся, по-видимому, остатком недавно растаявшего небольшого ледника. Площадь озера всего 0,25 км2, наибольшая длина 0,75 км, ширина до 0,36 км, наибольшая глубина 49,5 м; это самое глубокое из обследованных каровых озер Урала.

На предгорных равнинах озер значительно больше, чем в горах; расположены они в основном к востоку от Уральскою хребта в долинах Лозьвы, Северной Сосьвы и некоторых их притоков. Обилие озер на примыкающей к Уралу Западно-Сибирской низменности объясняется равнинностью рельефа, малыми уклонами местности и наличием близ поверхности водоупорных пород, затрудняющих сток талых и дождевых вод. Равнинные озера представляют собой в основном небольшие водоемы площадью до 5 км2, с малыми глубинами (до 7 м) и низкими, нередко заболоченными берегами.