На территории района более 20 горько-солёных и пресных озёр, в числе крупнейших: Кулундинское и Кучукское. Протекают реки Кулунда и Кучук, Солоновка, Суетка, Хорошонок и др., построен Кулундинский магистральный канал.

В Кулундинской степи известны несколько сульфатно-хлоридных озер, среди которых по промышленным запасам сульфата и богатому минеральному составу выделяется озеро Кучук. В нем в растворимом состоянии находятся хлористый натрий, хлористый магний, бром, но главное — имеется мощный пласт мирабилита.

Озеро представляет интерес и как бальнеологический комплекс благодаря наличию целебных грязей. Иловые, сульфитные, черного цвета, они обладают замечательными исцеляющими свойствами. Оказывают обезболивающее действие, противовоспалительное, рассасывающее, стимулируют регенеративные процессы.

Рапа озер также используется в лечебном процессе. Концентрация солей в рапе весьма высока, потому для отпуска лечебных ванн рапу приходится разбавлять водой в 8-10 раз. Раповые ванны обладают антивоспалительным, обезболивающим и рассасывающим действием, улучшают кроволимфообращение. Тканями лучше усваивается кислород, улучшается питание и работа сердца, стимулируются защитные силы организма, оказывается расслабляющее воздействие на нервную систему. Возможно лечить многие болезни, в том числе и хронические.

Соленые озера в отличие от пресных характеризуются почти полным отсутствием прибрежной растительности. Ровное дно и совершенно плоские берега их покрыты вязким черным или зеленовато-серым илом, а более возвышенные места поросли своеобразной солончаковой растительностью.

Среди прочих известны озера: Бахаревское, Беленькое, Леньки, Дальнее Моховое, Ближнее Моховое, Плотава, Пресное, Ягодное, Селитренное, Баужансор, Кривое.

В гидрогеологическом отношении район относится к западной части Кулундинско-Барнаульского артезианского бассейна, сложенного рыхлой толщей мезо-кайнозойских отложений, мощностью 8 м. К песчаным разностям мезо-кайнозойских отложений приурочено до 10 водоносных горизонтов, мощностью от 5 до 60 м. Водоносные горизонты достаточно водообильны, но воды характеризуются повышенной минерализацией.

В районе отсутствует вода с оптимальным солевым составом (до 1000 мг/л). Природный солевой состав подземных вод характеризуется высокой минерализацией (сухой остаток 1100-1700 мг/л, хлориды 300-400 мг/л, сульфаты 400-700 мг/л, жесткость 9-15 мг/л).

На территории района разведано 6 месторождений подземных вод.

Важное свойство для организации курортно-санаторного лечения имеют находящиеся тут минеральные подземные воды. Согласно данным, минеральные воды Кулундинской впадины условно делятся на 4 типа, 2 из которых имеется на территории района.

1. Хлоридно-натриевые воды с минерализацией 2-15 г/л. Они распространены в западных районах Кулунды, залегают на глубине 120-150 м, содержат в небольших концентрациях йод и бром. Близки по формуле к популярным лечебно-питьевым и столовым водам типа «Бируте», «Минская», «Ак-Монета».
2. Хлоридно-сульфатно-натриевые, натриево-магниевые воды встречаются в Благовещенском участке на глубине 60-370 м с минерализацией 2-10 г/л. По химическому составу подобны минеральным водам «Алма-Атинская», «Крымский вода». Минеральные воды Кулундинской впадины пока не используются. Их лечебные свойства требуют подробного изучения.