Состояние и развитие поверхностных вод Тверской области определяется её водораздельным положением (Ядро Главного водораздела), особенностями мезорельефа (холмисто-грядовый рельеф), климатическими условиями (избыточное увлажнение) и характером подстилающей поверхности.
Тверская область имеет густую речную сеть, сравнительно равноме рно распределённую по поверхности. Средняя густота – 0,2 км/км2 (на западе и северо-западе – 0,3 – 0,35 км/км2, на юго-востоке – 0,12 – 0,15 км/км2). Среднегодовой объём стока составляет: местный сток – 18,7 км3 (поверхностный – 13,6 км3, подземный – 5,05 км3), приток из других областей – 8,9 км3, общий – 27, 6 км3.
Всего в области насчитывается около 800 рек, с общей длиной свыше 17 000 км. 21 река имеет протяжённость более 100 км (Волга, Западная Двина, Молога, Медведица, Межа, Торопа, Тверца, Обша, Шоша, Тьма и др.). Основная часть рек представляет собой малые реки длиной менее 100 км, что объясняется прежде всего водораздельным положением территории.
Основным источником питания рек Тверской области (более 50 %) являются талые снеговые воды. На дождевое питание приходится около 15 – 20 % от всего годового стока; на грунтовые воды – от 25 % до 40 %.
Максимальные расходы воды наблюдаются во время весеннего половодья – за апрель и май реки уносят от 30 % до 60 % своего годового стока. Минимум приходится на период летней и зимней меженей.
Все реки области замерзают в холодный период. Ледостав начинается обычно в конце ноября и длится примерно 4 – 5 месяцев. Толщина промерзания до 40 – 60 см, а в наиболее суровые зимы до 80 см. Вскрытие рек наблюдается в начале апреля, реже в конце марта.
В Тверской области насчитывается 1769 озёр с акваторией более одного гектара. Их общая площадь – 1178 км2 (1,4 % от площади области), а объём воды – 4,3 км3. Имеют площадь более 10 км2 19 озёр (Селигер, Волго I, Волго II, Пено, Шлино, Кафтино, Великое, Пирос, Сиг, Охват, Вселуг, Верестово и др.). Основная масса озёр (3/4) расположена на северо-западе и западе области. Озёрность этой части территории от 1 % до 9 %; в центральных и восточных районах – десятые доли процента.
Поверхностные воды области относятся по гидрохимической классификации к гидрокарбонатному классу кальциевой группы. Воды отличаются низкой минерализацией, повышенной окисляемостью и цветностью. Реакция обычно нейтральная или слабощелочная. Повышенное содержание органического вещества в воде связано с высокой степенью заболоченности и залесённости водосбора. Низкая минерализация (0,2 – 0,5 г/л) обусловлена превышением осадков над испарением и бедностью почв и материнских пород растворимыми соединениями.