Fırat Nehri: İlin en önemli akarsuyu-dur. Şanlıurfa ve Diyarbakır illeri ile sınırı oluşturur. İl içindeki uzunluğu 180 km. dir. Kâhta, Kalburcu ve Göksu Çayları nehrin başlıca kollandır.

Kahta Çayı: Çelikhan yöresindeki Bulam, Abdülharap ve Recep sularını toplayıp Cendere Köprüsünden geçtikten sonra Eski Kahta ve Alut Arazisinde biriken dağ sularını da alarak Fırat Nehri'ne karışır (45.5 km.

Göksu Çayı: Kahramanmaraş ili sınırlarından çıkar. Erkenek, Tut.ve Akdere civarından geçer. Sofraz suyunu da aldıktan sonra Gümüşkaya'nın batısında Fırat Nehrine karışır. İI sınırlan içindeki uzunluğu 90 km. 'dir.

Sofraz Çayı: Besni ilçesi Toklu Köyü civarından çıkar. Hacıhalil Köyü yakınlarında Keysun Suyu'nu alarak Akdere civarında Göksu Çayı'na karışır. İl sınırları içindeki uzunluğu 51 km.'dir.

Ziyaret Çayı: Kaynağını Cebel ve Zey Köyleri sularından alarak ipekli Köyü civarında Atatürk Barajı Gölü'ne karışır.

Adıyaman ilinin önemli sayılabicak diğer akarsuları ise şunlardır: Çakal Çayı (37.5 km.) Kalburcu Çayı, Eğriçay (32 km.}, Besni Akdere Çayı (59 km.) Keysun Çayı (45 km..), Birimşe Çayı (35 km.), Şepker Çayı, Çat Deresi, Gürlevik Deresi ve Halya Deresi (41 km.)