Kaliforniya’daki başlıca su kaynakları arasında Tahoe Gölü, Kaliforniya Körfezi, Sacramento Nehri, San Joaquin Nehri, Salton Denizi, Berrak Gölü ve Shasta Gölü yer almaktadır. Kaliforniya Körfezi Cortez Denizi veya Vermillion Denizi denilen Baja California Yarımadası'nı anakara Meksika'dan ayıran dar bir denizdir. Dünyanın en çeşitli denizlerinden biri olarak kabul edilir.
Kaliforniya, ılıman yağmur ormanları, çöl, dağ sıraları ve 3.000'den fazla su kütlesiyle ABD'deki en çeşitli eyaletlerden biridir. Alan kapsamı bakımından eyaletteki en büyük iç göl Salton Denizi'dir. Başlangıçta kapalı bir drenaj havzası olan iç deniz, 1905'te Coachella Vadisi'ne yapılan sulama çalışmaları sırasında yanlışlıkla yaratıldı.
Tahoe Gölü, hacim ve derinlik bakımından eyaletteki en büyük ve en derin göldür. Nevada ve Kaliforniya arasındaki sınırda yer alan Tahoe Gölü'nün 1,643 fit derinliğe sahip olduğu ve yaklaşık 36 kilometreküp su tuttuğu söyleniyor. Derinliklerinden dolayı göl tüm yıl boyunca donmaz.
Sacramento Nehri, Kuzey Kaliforniya'daki başlıca nehir ve Lake County'deki en büyük nehirdir. Nehir Klamath Dağları'nda başlar ve eyaletin Merkez Vadisine ulaşmadan önce 445 mil akar. 19 Kaliforniya eyaletinde boşalmakta ve devletin tarım ekonomisini büyük ölçüde desteklemektedir.
