Поверхностные воды области представлены рекой Волгой, ее рукавами, а также множеством протоков, ериков, пресными, солеными озерами и крупнейшим озером нашей планеты - Каспийским морем. 
Река Волга, самая длинная в Европе, тянется на протяжении 3530 км, площадь ее водосборного бассейна составляет 1360000кв.км. 
Сведения о Волге встречаются в трудах ученых и путешественников древних лет. Первое упоминание о ней как о реке Ра имеется в записях грека Птоломея во 2 в. н. э. Позднее, в 9 и 10 веках, Ра обретает название Эдиль, но чаще Итиль. В конце 14 – начале 15 века река становится важнейшим торговым путем из Европы в страны Кавказа, Средней Азии, Персию, Индию. Во второй половине 15 века тверской купец Афанасий Никитин совершил путешествие по Волге через Каспий в Индию, о чем писал в книге «Хождения за три моря». 
Примерно в то время за Волгой закрепляется ее прежнее название. Ученые предполагают, что оно произошло от древнерусского слова «волога» - влага. Разные путешественники, путешествующие по Волги, оставили ее описание и интересные сведения о ней. (Адам Олеарий в 17 в., П.С. Паллас, С.Г. Гнелин в 18 – 19 вв.). 
К.М. Бэр после путешествия по Волге объяснил интересную планетарную особенность: большую крутизну правого берега реки в северном полушарии и левого – в южном под влиянием отклоняющейся силы вращения Земли (закон Бэра) Волга берет начало на Валдайской возвышенности у деревни Волго-Верховье Тверской области на высоте 256 метров над уровнем моря. Первые несколько десятков километров Волга – тоненький ручеек, и только после впадения в нее реки Селижаровки она становится полноводной рекой. Волга, Каспийское море, и другие реки, впадающие в него, относятся к бессточному бассейну. Связь Волги с мировым океаном осуществляется через судоходный канал, расположенный у Волгограда.
Волга почти на всем своем протяжении превращена в цепь переходящих друг в друга водохранилищ, на ней создано 8 каскадов гидроэлектростанций. Только от Волгограда до Каспийского моря Волга сохранила свой природный облик, но и здесь нарушается естественный режим половодий. 
На территории Астраханской области Волга не принимает ни одного притока У Волжского к востоку от нее отделяется крупный рукав – река Ахтуба, которая на всем протяжении течет параллельно основной реке. Низменное пространство между Волгой и Ахтубой заливается паводковыми речными водами и называется Волго-Ахтубинской поймой. 
К северу от Астрахани, где от Волги отделяется крупный рукав Бузан, начинается дельта. Самыми крупными рукавами дельты являются Бахтемир, Кизань, Прямая и Кривая Болда. Главные рукава шириной 0,3 – 0, 6 км разветвляются на многочисленные протоки и ерики. Основу гидрологической сети дельты образуют ерики – мелкие водотоки шириной до 30 м. При впадении в Каспий Волга насчитывает около 800 устьев.

Для Волги характерно весенне-летнее половодье. Постройка плотины в районе Волгограда вызвало понижение уровня половодья, уменьшение срока его длительности. Средний объем весеннего половодья снизился с 130 до 97 куб. километров, в продолжительность - с 83 до 53 суток. 
Начало весеннего половодья приходится на вторую половину апреля, пик – на конец мая – начало июня. Вода поднимается на 2-4 метра и заливает огромные пространства – полои. Вода в них хорошо прогревается, и полои служат основными нерестилищами многих видов рыб: сазана, леща, воблы и других. При кратковременном половодье молодь рыб не успевает покинуть полои и погибает. Скорость течения воды в крупных протоках колеблется в пределах 0,8 – 1,5 м/сек., достигая в половодье 2-2,5 м/сек.
Волга и ее основные рукава имеют среднюю глубину 8 – 11 метров, но на отдельных участках образуются омуты глубиной 15 – 18 метров, которые астраханцы называют ямами. 
В 17 веке наиболее полноводным из рукавов являлась река Б. Болда, позже – Иванчуг. С начала 19 века дорогой к морю служила сама Волга (ныне называется Старой Волгой), но позже ее русло стало заноситься песком, дробиться на протоки. Судовой ход перенесли западнее – в Бахтемирский рукав, это его значение сохранено до сих пор. С целью поддержания нормальных условий для судоходства приходится систематическп проводить углубительные работы по фарватеру.
Однако Волга в настоящее время находится в плачевном состоянии. Низовья реки концентрируют все вредные вещества, которые попадают в нее по всему водосборному бассейну. В Волгу сбрасывается 9-10 куб. км неочищенных промышленных и бытовых стоков. Из 150 000 рек, речек и ручейков снабжавших Волгу водой, исчезло за последние годы 30 %. 
Из всех ГЭС лишь Волгоградская и Саратовская имеют устройства для пропуска рыб, которые достаточно маломощны, не способны пропустить всю рыбу. И она гибнет под плотинами. 
В последние годы контроль за предприятиями, осуществляющими сброс вредных веществ, ужесточен. На более высоком технологическом уровне строятся новые очистные сооружения. Все это позволит избежать гибели великой русской реки – Волги.

Каспийское море 

Каспийское море – самое крупное озеро в мире, названное за большие размеры морем. Площадь его без островов 368 тыс. квадратных километров. В каспие содержится 90 % воды всех соленых озер мира. 

Сведения о Каспийском море приводятся в работах античных ученых: Геродота (5 век до н. э.), Аристотеля, Клавдия Птоломея и других. Комплексное физико-географическое изучение Каспийского мря начинается при Петре 1 и связано с именами Ф.И. Саймонова, А.А. Бекович – Черкасского, А. Кожина. Каспийское море имело около 70 названий: Гирканское, Хвалынское, Хазарское. Абескунское, Сарайское, Сихай, Дербентское и другие. Свое современное название море получило в честь древних племен каспиев (коневодов), живших в 1 веке до н.э. на северо-западном побережье.
Каспийское море вытянуто более чем на 100 км, уровень его на 27 метров ниже уровня Мирового океана. Максимальная глубина отмечается в южной части и равняется 1025 м. 
По физико-географическим признакам, по особенностям гидрологического режима Каспийское море делится на северную, среднюю и южную части. Астраханская область расположена вблизи северной части. 
Рельеф дна Северного Каспия представляет собой мелководную, слабоволнистую аккумулятивную равнину с дельтой, авандельтой и рядом островов. Низкие, пологие берега заболочены, покрыты труднопроходимыми зарослями тростника высотой до 3-4 метров. Эта часть бассейна редко имеет глубину более 4 метров. Для судоходства и пропуска косяков рыбы здесь строятся каналы (Волго-Каспийский канал, Гандуринский. Кировский и прочие). 
Важную роль в гидрологическом режиме Каспия играет ветер. Средняя скорость ветра в течение всего года составляет 3 -7 м/сек. Сильные штормовые ветры наблюдаются с октября по апрель. На границе с сушей возникают местные ветры: моряна и бриз. Ветра вызывают дрейфовые и стоковые течения. Скорость волн колеблются от нескольких сантиметров до 1 м/сек, достигая более метра при скорости ветра 24-28 м/сек. Высота волн в штормовую погоду обычно 2 метра, редко достигает 4 метров, из-за того, что северная часть Каспия мелководна и зимой покрыта льдом. 
В конце декабря лед покрывает все пространство, и его толщина в некоторых местах достигает 40-79 см. Шквальные ветры выламывают лед, образуя торосы высотой до 12 метров. В конце марта-апреля Северный Каспий целиком очищается ото льда. Летом вода прогревается в среднем до 24 – 26 С, а на мелководье – до 35 С. Воды Каспийского моря характеризуются определенной минерализацией. Средняя соленость в северном Каспии колеблется от 6 до 11 ‰ и уменьшает до 3‰в устье Волги. Воды Каспия богаты ионами кальция, сульфатами, что обусловлено замкнутостью бассейна и влиянием большого речного стока. 
Очертания Каспийского моря постоянно изменяются. Море поднималось на абсолютную отметку 49 м и опускался до минус 50 метров. При самом высоком уровне вод устанавливалась связь Каспия с Черным морем через Кумо-Манычский прогиб. О нестабильности уровня Каспийского моря свидетельствует масса археологических раскопок. Например, во время строительства дамбы под дном Апшеронского залива, на глубине 1,5 м были найдены в каменных гробницах скелеты скифских воинов, захороненных в 1 в. до н.э. 
В 30 годах 20 века море начало уходить. В 1977 году зарегистрирован самый низкий уровень за последние 300 лет, составивший минус 29,03 метра. С 1978 года начинается подъем Каспийского моря, сейчас его отметка достигла минус 27, и море продолжает подниматься. 
Уровень Каспия может увеличиться по сравнению с сегодняшним еще на 4-5 метров в связи с климатическими условиями. Морская вода будет продвигаться вглубь суши на десятки километров. 
Растительный и животный мир северной части Каспия очень разнообразен. Здесь можно встретить обитателей как пресных, так и соленых водоемов. В каспийской шельфовой зоне предполагается наличие углеводородных полезных ископаемых. Но их разведка и разработка может ухудшить экологическую обстановку в этом регионе. Ведутся разработки оборудования для добычи нефти и газа из шельфа Каспия более безопасным путем.