长江由西向东横贯全省，在川、鄂边境切过巫山，形成雄伟壮丽的长江三峡，过宜昌后，穿行于江汉平原，过小池口流入江西、安徽2 省。汉江全长的3/4 流经省境，与源出边境山地的众多河流，共同汇注长江。省内中小河流共有1193 条，总长度达3.5 万多公里。长江干流偏于省境南部，主要支流多集中在北岸，水系发育呈不对称性。除长江与汉江外，河流年均径流量为946.1 亿立方米，几乎相当于黄河径流量的两倍。此外，全省过境容水量约有6338 亿立方米，因而有丰富径流量可供调蓄利用。水力资源丰富，可开发水能达3308.1 万千瓦（其中三峡水利枢纽可装机2500 万千瓦）。省境淡水湖泊众多，有“千湖省”之称，多分布在江汉平原上，洪湖、梁子湖面积均在200 平方公里以上。20 世纪50 年代，六七公顷以上的湖泊有1066个，水面积8300 平方公里，由于自然淤积和人工围垦，湖泊数和水面积急剧减缩，70 年代已减少到326 个，水面积减少3/4。省内浅层地下水储藏量丰富，估计为2650 亿立方米，可开采储量约每年为355.7 亿立方米，略等于全省多年平均地表径流量的36％。地下水水质清洁，储量稳定。除供生活和工业用水外，农业上也将逐步开发利用。
土壤与动植物
全省土壤具有明显的南北过渡特征，鄂西北、鄂中、鄂北岗地及鄂东长江以北的广大地域多为黄棕壤、黄褐土，鄂东南多为红壤，鄂西南多为黄壤，江汉平原则发育有潮土、水稻土等隐域性土壤。植被也具南北过渡特征，既有大量北方种类的落叶阔叶树，也有多种南方种类的常绿阔叶树，同时又处在中国东西植物区系的过渡地区，便于邻近地区的植物成分侵入，是中国生物资源较丰富省份之一。全省树种有1300 余种，其中用材林约占一半。主要有马尾松、栎类、杉木、桦、楠竹等，经济林甚多，有油桐、油茶、乌桕、漆树、核桃、板栗和果树等。在鄂西山地局部地区还保存有被誉为“活化石”的水杉、珙桐、银杏等。水杉以利川县小河、水杉坝（海拔1050 米）分布最集中，为全国乃至世界繁殖水杉林的种源基地。省内植物资源以鄂西山地神农架林区最富，森林覆被率达70％左右，现有森林总蓄积量1575 万立方米，约占全省的1/3，其中成熟林蓄积量占83％，是中国重要的原始林区之一，有“绿色宝库”之称。植被结构也具有明显垂直分布特征。
据调查，山区植物种类有2000 余种，占全省植物种类的2/3，世界稀有或中国特有植物有30 多种，主要有珙桐、香果树、领春木、水青树、银杏、铁坚杉、马溜光、野生蜡梅等。此外有野生动物570 余种，其中20 多种列为国家保护对象，主要为金丝猴、闽中羊、苏门羚、金钱豹、毛冠鹿等；还有白化型的神农白熊、白麝、白鹿、白蛇等。药用植物1300 多种，以党参、黄连、天麻、贝母等产量最大，并产名贵药材，是驰名中外的天然动植物园。1978年辟大小神农架主峰周围和老君山一带为自然保护区，面积600 多平方公里，保护珍贵的金丝猴、闽中羊、珙桐、领春木等珍稀动植物及森林生态系统。此外，在鄂西南星斗山和鄂东南九宫山老崖尖等也建立了自然保护区。鸟类种类多达350 种，以与南方共同的鸟类居多，其中属于国家保护的珍稀鸟类，有白冠长尾雉、红腹角雉等30 种左右。鸟类中以候鸟最多。此外，在鄂西山地的山溪涧还盛产大鲵（娃娃鱼）。
自然地理区
在中国综合自然区划中，全省分属于4 个自然地理区。
北亚热带秦岭、大巴山混交林区省境分属3 个亚区：①大巴山、米仓山亚区。包括鄂西北山地，属秦岭山脉大巴山东段，为武当山、荆山、大神农架诸山所踞；在地貌上以中山为主，海拔多在1000～1500 米。山地内有断裂河谷及陷落盆地，较大者有长江三峡谷地、汉江上游谷地等。鄂西山地是省内林牧业基地，以神农架林区著名。②南襄盆地亚区。襄阳、枣阳和老河口3 县市北部属之，有岗、垅间列，岗顶较宽广平坦，土层较深厚，相对高差10～20 米，坡度3～5 度，宜于机械耕作，农业生产潜力较大。③桐柏山－大别山亚区。包括大洪山、桐柏山和大别山一部分，地势东北高西南低，区内低山、丘陵广布，由断裂作用形成的一系列山间红岩盆地，当地称“坪”或“畈”，土壤深厚肥沃、人口集中，为粮、棉产地。北亚热带长江中下游平原混交林区省境中南部江汉平原属此区的两湖平原亚区。主要由长江、汉江及其大小支流和湖泊的近代沉积物构成，中心部分厚达200 米以上，地势平坦，土壤肥沃，除平原边缘岗地外，海拔多在35米以下，略呈由西北向东南倾斜的趋势。平原河网交织，湖泊众多，堤垸纵横，是全省最重要的粮、棉、油及水产基地，也是中国商品粮棉基地之一。中亚热带长江南岸丘陵盆地常绿阔叶林区鄂东南丘陵属此区的湘中南丘陵亚区，是幕阜山脉的一部分，地势南高北低，岭谷相间。幕阜山地向江汉平原过渡的丘陵地带喀斯特地貌发育。山丘适宜发展松、杉、竹、茶等；河谷和山间盆地土层较厚，灌溉条件良好，宜于种植稻、麦、豆、薯类和玉米等。
中亚热带贵州高原常绿阔叶林区鄂西南山原，包括巫山和武陵山，属此区的东部山地丘陵亚区。地势由西南向东北倾斜，为喀斯特高原和中山。盆地光温资源充足，为发展水稻和亚热带水果（如柑橘），提供了良好的自然地理条件。野生动植物及矿产资源亦丰。