区内地下水是在地层、地貌、地质构造和干旱气候等因素制约下形成的。其分布、埋深与水质水量的变化，在一定的环境条件下表现出明显的规律性：即山区降水和冰雪消融水汇于河谷中，以地下长流方式补给；以河水引入渠系、田间后，渗漏被给地下水。地下水的运动，在玉门镇以东，地下由南向北或北偏东方向流动；玉门镇以西，地下水大致呈东西方向运动，但踏实、敦煌的地下水流向由南向北，基本与地面坡降一致。到北部山前地带，受北山阻截，水位抬高，流动缓慢，多消耗于蒸发，矿化度增高。

　　潜水埋深随地形变化，南深北浅，至走廊中部如酒泉城附近水位埋深5—20米。而下河清北滩及边湾一带，属于地下水浅藏带。但潜水埋深在东西方向上变化幅度小。在安西小宛堡子一带埋深1—2米，至酒泉城区3—5米，水力坡降为1/1000—1/1500。一般走廊南侧水质好，向北逐渐变差，至走廊北部边缘水质恶化；潜水水质在东西方向的变化也有其特征。玉门镇以西，潜水水质由东而西由好变坏。如双塔堡水库，矿化度0.29克/升。在潜水矿化度高的地带，常因渠道灌水渗漏，潜水被淡水稀释，变为低矿化水，因此，往往在高矿化水的下面，埋藏着低矿化水或淡水。地下水动态变化受干旱气候和灌溉渗漏的影响，在玉门镇和布隆吉、兔葫芦一带，形成两个“高峰”，即4-5月间春灌和11-12月间冬灌，致使潜水水位升高。由于渠系日趋完善，地下水位不断下降，地表径流也在减少，如酒泉城北的清水河，前后测得泉水流量由0.217方/秒及0.255方/秒，减少到0.145方/秒及0.170方/秒。

　　境内河流，分疏勒河、黑河、哈尔腾河三大水系，均发源于南山冰川积雪区。自东而西是：黑河尾部自天成以北入鼎新，跨本区最东沿。其余河流依次为：酒泉市的马营河、观山河、红山河、丰乐河、洪水坝河、北大河（讨赖河），是主要灌溉水源。城北有临水河、清水河、依靠地下潜流溢渗在面，形成无数泉溪汇集成河，引以灌溉。全市依水源条件，自然的划分为洪水区和泉水区。金塔有北大河入鸳鸯池水库灌溉金塔盆地；玉门市白杨河、赤金河、蔬勒河。前二河灌溉玉门镇以东土地，疏勒河灌溉玉门镇以西土地；安西居疏勒河中下游，另有榆林河灌溉踏实盆地；敦煌有党河，流至北湖与疏勒河汇合后注入哈拉湖。一般情况下，疏勒河无水入境，故党河系为敦煌市的唯一灌溉水源。以上诸河，年径流量约32.23亿立方米。因气候原因，来水量各时期悬殊，水量不稳。每年7-10月份是丰水期，枯水期甚长。5、6两月水量回升迅速，与农业的丰歉紧密相关。