南多北少,夏多冬少我国水资源在分布上具有时、空分布不均衡和水、土资源组合不平衡的显著特征.我国地域辽阔,跨跃高、中、低三个纬度带,由于东西距海的远近、南北纬度的高低相差大,全国降水量和径流量的地区分布极不均匀,总的趋势是由东南沿海向西北内陆递减.我国地表径流的分布趋势,基本上与降水量相似,但地区分布的不均匀性比降水量更为严重.总的来说,南方水多、人多、地少；北方地多、人多、水少.南方四片水资源总量占全国的81%,人均占有水量约为全国均值的1.6倍,亩均占水量为全国均值的2.3倍.其中,西南诸河片人均占有水资源量达全国均值的15倍,亩均占有水量达全国均值12倍.北方片中黄河、淮河、海河三大流域的水资源总量仅占全国的7.5%,而人口和耕地却分别占到全国的34%和39%.尤其是海滦河片,人均和亩均水量都是全国的最低值,人均占有水量为全国均值的16%,亩均占有水量为全国均值的14%,是我国缺水最严重的地区之一.南方和北方相比,前者人均水量为后者的4.5倍,亩均水量为9.1倍；西南诸河与海滦河相比,前者人均水量为后者的89倍,亩均水量为87倍.
我国水资源在时间分布上变化很大,水旱灾害频繁.由水循环可知,自然界的水循环在时间上的变化很不稳定,因此水资源在时间分配上具有不均匀性.尤其是我国位于世界著名的东亚季风区,属显著的大陆性季风气候,因此降水量和径流量的年内年际变化都相当大,而且贫水地区的变化一般大于丰水地区.据统计,全国大部分地区连续最大四个月降水量占全年的70%左右.南方大部分地区连续最大四个月径流量占全年径流量的60%左右,华北、东北的一些地区可达全年径流量的80%以上.
年降水量的最大与最小比值,在南方为2～4倍,在北方为3～6倍.年径流量的最大与最小比值,在长江、珠江、松花江为2～3倍,黄河为4倍,淮河为15倍,海河则高达20倍.而且年际间还存在着连丰、连枯的现象,如黄河1922～1932年连续11年的平均年径流量比正常年少30%,海河北系1980～1984年的平均年径流量比正常年少1/2.松花江在近80年中出现过连续11年和连续13年的枯、丰年组,1916～1928年的平均年径流量比正常年少41%,而1953～1966年又比正常年多41%.
降水量和径流量年际间的悬殊差别和年内高度集中的特点,不仅给开发利用水资源带来了困难,也是水旱灾害频繁、农业产量不稳定的重要原因之一.