Biến đổi khí hậu tác động sâu sắc đến tài nguyên nước mặt. Dòng chảy năm biến động từ +4% đến -19%, lưu lượng đỉnh lũ, độ bốc thoát hơi đều tăng. Tài nguyên nước đang có nguy cơ suy giảm do hạn hán ngày một tăng ở một số vùng, miền.
Việt Nam nằm ở hạ lưu hai sông liên quốc gia lớn là sông Hồng và sông Cửu Long. Trên cả 2 sông lớn, tác động của biến đổi khí hậu sẽ làm cho dòng chảy năm của sông Hồng và sông Cửu Long giảm đi. Điều đó có nghĩa là khả năng lũ trong mùa mưa và cạn kiệt trong mùa khô đều trở nên khắc nghiệt hơn (chưa tính đến khả năng khai thác nước ở thượng nguồn các sông này tăng lên do biến đổi khí hậu).