Sua rede hidrográfica pertence somente à grande Bacia Amazônica, tendo como principais rios o Teles Pires, o Paraguai e o Araguaia.

Com uma rede hidrográfica extensa, Mato Grosso se destaca no cenário nacional por apresentar rios que correm somente para a direção norte.

Possui três grandes bacias hidrográficas, com destaque para a Bacia Amazônica na região Sul do Estado e da Bacia do Paraguai-Paraná na região Norte.

Apresenta um grande divisor de águas de três grandes bacias hidrográficas brasileiras, separadas pela Chapada dos Parecis e a Chapada dos Guimarães.