En su recorrido atraviesan la denominada Pampa ondulada, relieve elevado en la ribera del Paraná-Plata que la provincia comparte con la de Buenos Aires.
Por este motivo, la margen derecha del Paraná presenta una barranca abrupta que ha actuado como factor de localización portuaria por las mayores profundidades que ofrece.

Presenta cuencas arreicas en el oeste y en el sur, dónde también una serie de pequeñas lagunas originan en parte al río más importante de la pendiente del Río de la Plata: el Río Salado.
Luego de recorrer las provincias de Salta, Catamarca, Tucumán y Santiago del Estero, el Río Salado, a diferencia de la reducción progresiva de su caudal en esta provincia, recibe numerosos canales y cursos de agua originados en lagunas y cañadas Río Calchaquí, arroyos Las Conchas, San Antonio y Bululú y desemboca en el Río Coronda, brazo del Paraná al sur de la capital.
Presenta una creciente estival y una bajante que abarca el resto del año.
En sus 380 Km. de curso inferior se concentra el 9,5% de la población provincial.

En el nordeste, los terrenos bajos de escasa pendiente y suelo impermeable, son afectados por las lluvias excesivas y el desborde de los ríos, originando bañados y esteros de difícil desagüe, lo que a veces los convierte en permanentes.

El Río San Javier y los arroyos Saladillo Dulce, Saladillo Amargo, San Lorenzo, Ludueña, Saladillo, Frías, Seco, Pavón y del Medio, constituyen después del Carcarañá, las principales vías de agua que vierten su caudal al Río Paraná.

La cuenca del Río Carcarañá, se extiende parcialmente en una delgada franja transversal del sur santafecino, 2% del territorio provincial.
Sus dos principales afluentes los ríos cordobeses Tercero y Cuarto, igual que los anteriormente mencionados, poseen el mismo régimen de alimentación pluvial.
El canal San Antonio, el arroyo de las Tortugas y la Cañada de Santa Lucía, luego de establecer por más de 150 km., el límite entre Córdoba y Santa Fe, escurren sus aguas en el Río Carcarañá.
Este recibe por márgen izquierdo la Cañada de Gómez, recorre caudales y saltos, afloramientos de tosca, se vuelve abarrancando y desagua en el Río Coronda, al sur de Gaboto.
En su cuenca se asienta el 4% de la población.