Regime hidrológico é o conjunto de variações do estado e das características de uma massa de água que se repetem regularmente no tempo e no espaço, alternando as cheias e as vazantes.[carece de fontes] No caso dos rios, o geógrafo Jean Tricart definiu o regime como as variações da descarga ao longo do ano.
Todos os rios brasileiros, com exceção do Amazonas, possuem regime pluvial. Uma pequena quantidade de água do rio Amazonas provém do derretimento de neve na cordilheira dos Andes, caracterizando um regime misto (nival e pluvial).[carece de fontes]
Todos os rios são exorreicos. Mesmo os que correm para o interior têm como destino final o oceano, como o Tietê, afluente do rio Paraná, que por sua vez desagua no mar (estuário do Prata).[carece de fontes]
Há rios temporários apenas no Sertão nordestino, onde o clima é semiárido. No restante do país os rios são perenes.[carece de fontes]
Com exceção do rio Amazonas, que possui foz mista (delta e estuário), e do rio Parnaíba, que possui foz em delta, todos os rios brasileiros que desaguam livremente no oceano formam estuários.[carece de fontes]
A variação do volume de água dos rios durante o ano recebe o nome de regime fluvial. Esta variação está relacionada à origem de suas águas:
Há também regimes mistos, em que o volume de água dos rios aumenta pela ação das chuvas e da neve derretida, como é o caso do rio Amazonas.[carece de fontes]
Outros fatores interferem no comportamento de um rio, como o relevo, a existência ou não de cobertura vegetal ao longo de sua bacia hidrográfica e a natureza do solo. Terrenos com relevo acidentado, com fortes declives e solos pouco permeáveis favorecem regimes irregulares, com cheias violentas e grandes vazantes.[carece de fontes]
Os rios de regime nival são abastecidos predominantemente pelo degelo de regiões com grande quantidade de neve ou gelo. Também podem ser chamados de térmicos.[carece de fontes]
O regime glacial ocorre em rios alimentados pelo derretimento de geleiras. Em latitudes médias e altas, o escoamento glacial é maior no verão, quando o gelo continua a derreter depois que a neve do inverno desaparece. Nos Andes tropicais, a quantidade e o momento do escoamento glacial dependem principalmente da alternância entre estações úmida e seca.
Com o recuo das geleiras em resposta ao aquecimento do clima, o escoamento glacial aumenta no início, até atingir, depois de alguns anos ou décadas, um ponto de inflexão chamado em inglês de peak water, a partir do qual diminui. No pico, o escoamento anual pode superar em 50% ou mais o volume inicial, e esse excedente pode ser usado na geração hidrelétrica ou na irrigação.