Olomoucký kraj je odvodňován řekou Moravou. Územím kraje prochází rozvodí mezi úmořími Baltského a Černého moře. V Oderských vrchách pramení řeka Odra. Na úbočí Králického Sněžníku pramení Morava, do které se vlévají Desná, Oskava, Bečva, Romže a Haná.

Desná

Řeka Desná pramení v pohoří Hrubý Jeseník. Vzniká po soutoku Divoké Desné a Hučivé. Její délka je 31 kilometrů. Horní část protéká Chráněnou krajinnou oblastí Jeseníky. Údolí řeky Desné je po staletí vstupní branou Hrubého Jeseníku. Řeka utvářela po miliony let podobu tohoto údolí. Návštěvník přijíždí obklopen čistou jesenickou přírodou ze Šumperka přes Vikýřovice a Rapotín směrem na Velké Losiny a Loučnou nad Desnou nebo na Petrov nad Desnou a Sobotín. Při toulkách údolím lze spatřit skvosty lidové architektury, přírodní zajímavosti i sídla bohatých šlechtických rodů.

Haná

Řeka Haná je po Bečvě druhým největším přítokem řeky Moravy. Podle ní dostal název celý úrodný kraj střední Moravy. Jméno Haná je odvozeno z germánského gana, to znamená bohatý. Řeka Haná je dlouhá 57 kilometrů a vzniká soutokem Malé Hané a Velké Hané ve vsi Dědice u Vyškova. Obě říčky sem přitékají hlubokými údolími od severu z rozsáhlých lesů Drahanské vrchoviny. Haná je klidná a mírná řeka, ale také zrádná, dovede se strašlivě rozvodnit. Do Moravy se vlévá u obce Bezměrov severozápadně od Kroměříže.

Morava

Řeka Morava pramení pod vrcholem Králického Sněžníku v nadmořské výšce 1380 metrů v upravené studánce. Patří mezi hlavní moravské řeky. Územím Moravy protéká od severu k jihu. Je dlouhá 354 kilometrů. V blízkosti česko–slovenských hranic se stéká s Dyjí. Na Slovensku se u Děvína vlévá do Dunaje, s kterým končí své vody v Černém moři. Ve jménu Moravy se ozývá indoevropský kořen mar ve významu stojatá voda, močál. A přípona ahwa, tedy voda. Při svém toku přibírá z větších řek v Jeseníkách Desnou. V meandrujícím úseku Litovelského Pomoraví se do ní vlévá Oskava. Dále protéká největším městem na Hané, Olomoucí. V Troubkách u Přerova se do ní vlévá Bečva. Od Otrokovic je na ní vybudován Baťův kanál. Poté protéká Moravským Slováckem. U obce Rohatec začíná tvořit česko–slovenskou hranici až k Lanžhotu, kde se stéká s Dyjí.

Oskava

Levostranný přítok řeky Moravy, Oskava, pramení v Hrubém Jeseníku. Jméno řeky Oskavy souvisí s germánským slovem aska, to je jasan. Její název znamená tedy Jasanová řeka. Zřejmě tu dříve byl porost jasanů. Oskava protéká od severu k jihu. Největším městem ležícím na jejím toku je Uničov. Řeka se často vylévala z koryta a způsobovala povodně, proto bylo její koryto upraveno. Na Jesenicku se v údolí Oskavy nacházejí zachovalé komplexy bučin.

Romže

Romže pramení u vesnice Dzbel na úpatí Drahanské vrchoviny v nadmořské výšce 492 metrů. Teče přibližně jihovýchodním směrem. Odvodňuje velkou část Prostějovska. Na svém dolním toku pod Prostějovem se jmenuje Valová. Její délka toku je 53 kilometrů. V nadmořské výšce 192 metrů ústí u Uhřičic zprava do Moravy. Protéká městy Konice a Prostějov. Od Prostějova je koryto řeky regulováno prakticky v celé délce, v důsledku úprav došlo k výraznému zkrácení a napřímení toku.

Rozvodí Baltského a Černého moře

Na místě, kde skončil v době ledové svou pouť skandinávský ledovec, prochází v Oderských vrchách hlavní evropské rozvodí mezi Baltským a Černým mořem. Je tu postaven monument, který je symbolem tohoto rozvodí. Do Bečvy a dále přes Moravu a Dunaj směřuje do Černého moře říčka Ludina. Také říčka Velička s přítoky Bradelného potoka, Kouteckého potoka a Mraznice pokračuje spolu s Bečvou, Moravou a Dunajem do Černého moře. Naproti tomu říčka Luha s přítoky Hradečného potoka, Bělotínského potoka, Lučického potoka a Doubravy odtéká do Odry a s ní do Baltského moře.