伏爾加河流域河網十分發育，其密度為0．15—0．36km／km2。在北緯50‘以南．伏爾加河實際上無支流匯入。 積雪在伏爾加河流域河水補給中起著主要作用，在雅羅斯拉夫站伏爾加河年徑流量中，雪水補給佔53％，地下水補給佔30％，雨水補給佔17％。就伏爾加河全河而言，雪水補給佔其年徑流量的60％，地下水補給佔30％，雨水補給佔10％。 伏爾加河年徑流的最大部分發生在春季。在雅羅斯拉夫爾，春季徑流平均佔年徑流量的54％，切博克薩雷佔60％，古比雪夫和卡梅申佔64％。夏季和秋季伏爾加河下游的徑流為年徑流的20％—25％，10—11月稍有增加。冬季(12～3月)徑流，佔年徑流量的10％—15％。伏爾加河的徑流量，隨著主要支流的注入而穩定增長，在捷秋希附近(卡馬河口以下)達到2300億m3，相當於它注入裡海的年平均徑流量2540億m3的90％。 伏爾加河的凍結是自上而下的，解凍的方向則相反。封凍期變動在140d(上游)到100～90d(下游)之間。從11月末到12月中封凍，至4月初到4月中解凍。 伏爾加河含沙量在一年內有很大變化，並與年水量有關。平均含沙量在杜博夫卡附近約為0．105kg／m3。輸沙量每年約2700萬t，人海水解礦物質為4000萬～5000萬t。 伏爾加河流域的防洪作用在其綜合利用規劃中的地位並不很重要。伏爾加河徑流的主要部分發生在春季。這時的徑流量幾乎在整條河上都超過50％，只有在上游(葉裡察村附近)春季徑流量的比重為43％。春季徑流量的相對值沿河增長，在捷秋希附近達到最大值(66％)。在捷秋希以下，春季徑流量略有減少。伏爾加河支流眾多，河網密佈.有200餘條主要支流，最大的支流有奧卡河和卡馬河。伏爾加河干支流河道總長約8萬km。伏爾加河流域大部為大陸性氣候，流域上中游和下游右岸屬森林氣候；下游左岸屬草原氣候和半荒漠氣候；裡海低地則屑荒漠氣候。 伏爾加河水源來自融雪(佔年排水量的60％)、地下水(30％)和雨水(10％)。在其未有水庫調節之前，自然而未受控制的水文特點是春汛高。 伏爾加河盆地氣候，從北至南變化很大。從源頭至卡馬河口乃溫和氣候帶，特點是冬季寒冷、多雪，夏季溫暖而相當潮溼。從卡馬河至窩瓦山下方，夏季炎熱、乾燥，冬季寒冷但很少降雪。愈向南和東，溫度愈增，而降水量愈減。年降雨量的範圍是∶西北部635公釐(25吋)，東南部305公釐(12吋)。開始結冰期，上、中游為11月底，下游為12月間；解凍期，在阿斯特拉罕為3月中，在卡梅申為4月初，其他各地為4月中。一般，窩瓦河每年無冰期約為200天，而在阿斯特拉罕附近約為260天。然而，由於蘇維埃時期所建的水庫貯集有大量的水，窩瓦河溫度情況有所改變，水庫源頭的封凍期增長，而水壩以下河段的封凍期縮短。 東經40。以西的伏爾加河流域西部，冬季大西洋氣團侵襲，西南風盛行，俄羅斯平原典型氣候以緯向環流為主，但經常遇到以北極和地中誨氣團互相侵襲為特徵的經向環流盛行的年份。這些年份的特徵是大多數氣象要素偏離正常季節變化過程。伏爾加河流域西部7月氣溫最高，降水量最大，秋季降水量則減少，但降雨天數卻增加，秋冬兩季空氣相對溼度大．平均約為80％—85％，幾乎經常是陰天。東經40。以東的流域東部，其特徵是大陸性氣候甚強。這裡來自大西洋氣團影響較弱。相反，冬季酉伯利亞反氣旋影響增強。流域東部森林地帶冬季各月平均氣溫比西部地區低得多，而夏季氣溫則較高。