A rede hidrográfica de Rondônia faz parte, num contexto mais amplo, da grande Bacia do Rio Madeira e é, localmente, formada pelas bacias tributárias dos rios Guaporé, Mamoré, Alto

O rio Guaporé nasce na Chapada dos Parecis (Mato Grosso) e deságua no rio Mamoré, (Rondônia) e, a partir de seu médio curso, ele representa a fronteira entre o Brasil e a Bolívia.

O rio Mamoré nasce na Serra dos Pacaás Novos, no município de Governador Jorge Teixeira, e deságua no Madeira a jusante da cidade de Porto Velho.

O rio Jamari tem sua nascente na vizinha, Bolívia, e se junta ao Beni no oeste rondoniano, para formar o rio Madeira.

O rio Machado ou Ji-Paraná, assim como o Jamari, tem sua nascente no município de Vilhena, em Rondônia, passa pelo Mato Grosso e vai até o Amazonas onde deságua no rio Aripuanã.

O rio Roosevelt tem seu curso inteiramente localizado dentro do estado de Rondônia e é considerado um importante afluente do rio Madeira nesse estado.