Гидрографическая сеть Новороссийска представлена реками Цемес, Озерейка, их притоками, и более мелкими водостоками, впадающими самостоятельно в море.

Река Цемес берёт начало на северном склоне г. Гудзева. Узкая и неглубокая река Цемесс протекает через индустриальную часть города и через центр. Длина реки 15км, площадь водосбора 71 км². Река характеризуется сложным горным рельефом, за исключением участков в нижнем течение (посёлке п. «Цемдолины»), где рельеф выположенный, равнинный. Бассейн имеет симметричную форму, вытянутую с северо-запада на юго-восток. Река имеет 25 притоков.

Река Озерейка начинается от слияния Медвежьей и Махновой щели. Бассейн её вытянут в меридиональном направлении и граничит с бассейнами рек Цемес и Дюрсо. Длина реки 8,5 км. Водосборная площадь 51км².

Речка Дюрсо питается четырьмя источниками, в переводе с тюркских языков «Дюрсо» означает четыре воды.

На территории муниципального образования город Новороссийск расположено несколько десятков искусственных водоемов, крупнейшим из которых является озеро Дюрсо. Озеро выполняет функцию своеобразного «аттрактора» ландшафтной планировки территории, прилегающей к винзаводу и может служить примером использования водоемов для улучшения как общего облика территории поселения, так и расширения возможностей для отдыха населения, особенно во внутрисуточном цикле жизнедеятельности.

Самое большое пресноводное озеро Краснодарского края - Абрау, находится в 14 км к западу от Новороссийска, на гористом полуострове Абрау, в 2 км от моря на высоте 84 м. Длина озеро Абрау составляет около 3 км, ширина - до 800 м, площадь водной поверхности равна 180 га, а максимальная глубина достигает 10,5 м. Достоинство оз. Абрау с точки зрения рекреации заключается в том, что помимо отдыха на озере можно организовывать маршруты в горы и к морю, а также на виноградники Абрау-Дюрсо.

Суджукская лагуна (озеро Соленое), в народе называют лиманом, находится вблизи Новороссийска, на выходе из Цемесской бухты, на западной окраине Малой Земли. Площадь этого водоема 300 тыс. м. Лагуна заключена между коренным берегом и обширной косой, состоящей из двух ветвей. Лагуна имеет важное значение, она хороший естественный водоем для рыб.

Малый Лиман расположен в 4 км к югу от озера Абрау. Лиманчик имеет сейсмогравитационное происхождение. Площадь его водной поверхности составляет 21 400м, глубина 5м. От моря озеро Малый Лиман отгорожено 3-метровой каменной косой, поэтому уровень озера на 3 м выше уровня моря. Вода в озере пресная.

Минеральная вода добывается у станицы Раевская и недалеко от станицы Натухаевской. Там находятся источники минеральных вод «Семигорская-1» и «Семигорская-6».

Основой особенностью водного режима исследуемой территории являются интенсивные паводки в осенне-зимний период (ноябрь-март) и довольно устойчивая летняя межень, изредка нарушаемая ливневыми дождями. Летние паводки меньше зимних. Формирование катастрофических паводков может произойти и в результате прохождения смерчей.

Водоснабжение г. Новороссийска осуществляют три самостоятельных источника: подземные воды Троицкого группового водопровода, поверхностные воды Неберджаевского водохранилища и Пенайский каптажный водозабор. Прилегающие населенные пункты: Глебовка, Васильевка, Борисовка и частично Цемдолина снабжаются водой от местных необустроенных источников.
Троицкий групповой водопровод (ТГВ) расположен на территории Крымского района Краснодарского края. Водозабор протяженностью 15,2км построен на южной окраине ст. Троицкой в виде линейного ряда артезианских скважин и состоит из 47 площадок, на которых расположены 131 скважина глубиной 120-360м. Установленная мощность водозабора составляет 243,5 тыс. м3/сутки.

Водозабор эксплуатируется с 1971 года. Расстояние от ст. Троицкой до г. Новороссийска - 63 км.

Фактическая подача воды в 2007 году в г. Новороссийск от ТГВ по данным диспетчерской службы Водоканала, составила 89,722 тыс. м3/сутки.

Неберджаевский водозабор. В 1959 г. на р. Липки за Маркотхским хребтом было построено Неберджаевское водохранилище для обеспечения водой г. Новороссийска. Проектный объем чаши водохранилища составляет 7,2 млн. м3, в том числе товарный объем – 3,85млн. м3. Полезная годовая водоотдача определена в размере 8,2 млн. м3. Среднесуточный отбор воды из водохранилища за многолетний период (1998-2007 годы) составил 18,475 тыс. м3/сутки. На территории ВОС построен резервуар W=5000м3 с отм.92 м, который заполняется водой, как с Троицкого так и Неберджаевского источников.

Пенайский каптажный водозабор находится между пос. Кабардинка и г. Новороссийском, состоит из 6-и каптированных родников. Дебит родников колеблется в зависимости от времени года и составляет 30,0 тыс. м3/сутки в осенне-зимний период и 1,5 и менее тыс. м3/сутки в летний период. В дождливые годы суммарный дебит источников повышается до 50,0 и более тыс. м3/сутки, но данный объем воды нет возможности подать в город без полной реконструкции сооружений Пенайского водозабора. Максимальный дебет всех источников этой группы за весь период наблюдения (1930-2007 годы) дважды достигал величины около 100 тыс. м3/сутки. По данным Горводоканала, среднегодовой отбор Пенайского источника составляет 11тыс. м3/сутки.

Действующая схема водоснабжения г. Новороссийска состоит из 32-х локальных зон и 3-х подзон, каждая их которых включает в себя основной (подающий) водовод, зонные резервуары чистой воды с насосными станциями, магистральные водоводы и распределительные сети.

Часть индивидуальной застройки, расположенной на повышенных отметках и не имеющей системы водопровода, пользуются привозной водой в объёме порядка 8 тыс.м³/год.

От городской системы осуществляется водоснабжение пос. Мысхако через резервуары “Вербовая балка”. Водоснабжение пос. Гайдук и Верхнебаканский осуществляется от магистральных водоводов Троицкого водопровода.

Поселки Борисовка, Васильевка и Глебовка снабжаются водой от каптажей различной производительности. В селах Северная и Южная Озереевка системы водоснабжения нет, население пользуется индивидуальными скважинами и колодцами. Питьевое водоснабжение зоны отдыха Широкая Балка осуществляется привозной водой.

Родники, источники Новороссийска:
Святой источник преподобного Феодосия Кавказского х. Горный
Родник «Водопьяновка» у х. Дюрсо 44.695691, 37.575548
Родник «Орел» у ст-цы Натухаевская
Святые источники Божией Матери, Иоанна Крестителя (Предтечи), апостолов Петра и Павла, святителя Николая Угодника, великомученицы Варвары, великомученика Пантелеимона Целителя, преподобных Сергия Радонежского и Серафима Саровского Неберджай («Святая Ручка»), у ст-цы Неберджаевская
Родник «Горлатый» 44.685275, 37.747729
Родник в Вербовой балке 44.683180, 37.764752
Родник по ул. Красных военморов у д. 66 44.708177, 37.766861
Источник с. Цемдолина
Родник «Казанок» у х. Ленинский Путь 44.847523, 37.617238
Минеральный источник «Семигорский» у х. Семигорский