天山北坡的河流水源補給主要是冰雪融水和山地降水，原因如下：

1.天山位於亞歐大陸腹地，中國西北部，深居內陸，距海遙遠，降水稀少。烏魯木齊是世界上距離海洋最遠的省會首府。平均海拔約4000米，東起中國新疆哈密星星峽戈壁，西至烏茲別克的克孜勒庫姆沙漠，近東西向延伸，橫跨中國、哈薩克、吉爾吉斯斯坦和烏茲別克4國，在中國新疆境內綿延約1760千米。天山是世界上最大的獨立緯向山系，也是世界上距離海洋最遠的山系和全球乾旱地區最大的山系。

2.中國的降水主要由夏季風帶來。大興安嶺-陰山-賀蘭山-巴顏喀拉山-岡底斯山脈以東是季風區，以西是非季風區。天山山脈屬於非季風區，這裡的河流屬於內流河。

3.天山地處溫帶大陸性乾旱氣候、山盆相間的地貌格局、眾多的冰川河流、絕妙的自然景色、特殊的生物區系和生態過程等諸多自然特徵，成為全球溫帶乾旱區大型山地生態系統的最典型代表。 河流的水源補給主要來自山地降水和冰雪融水。這裡包括天山山脈在內有很多高山，山上積雪多，夏季氣溫高的時候冰雪融化，是這裡河流主要的水源補給。

4.這裡得河流主要有楚河、塔里木河、伊犁河等。楚河是吉爾吉斯斯坦和哈薩克境內河流，古稱碎葉水。楚河源出天山，是一條內流河，全長1067千米，流域面積62500平方千米。

塔里木河是中國最大的內流河。天山南坡的重要河流，現由發源於天山的阿克蘇河、發源於喀喇崑崙山的葉爾羌河以及和田河匯流而成。

伊犁河是新疆水量最豐富的河流。伊犁河主源特克斯河發源於汗騰格里峰北側，由西向東流，然後向北和鞏乃斯河匯合，又向西流，在伊寧和喀什河匯合，穿越國境，進入哈薩克，最終進入巴爾喀什湖。