Ориноко пересекает субэквоториальный пояс, имеет ярко выраженную сезонность режима. С приходом влажного экваториального воздуха и сезона дождей река разливается. В сухой период сильно мелеет.
Ориноко питается в основном за счет сезонных (преимущественно летних) дождей, что вызывает неравномерный расход воды. Во время летних паводков ширина реки может достигать 22 км, а глубина - 100 метров. Во время сухого сезона мелкие притоки реки превращаются в цепочку стоячих озер. Средний расход воды - 33 000 м3/с (колеблется в зависимости от сезона в пределах 5-55 тыс. м3/с.) . Особенностью реки есть естественный канал связывающий Ориноко и Амазонку – это река Касикьяре, которая сначала ответвляется от Ориноко, а потом впадает в Риу-Негру (один из притоков Амазонки) . Большая часть венесуэльских рек являются притоками Ориноко