Речной сток — результат трансформации атмосферных осадков в процессе их стекания по водосбору (поверхностным, внутрипочвенным, грунтовым путем) и в русловой сети. Речной сток образуется под влиянием комплекса факторов (климатических и свойств подстилающей поверхности), роль и вклад которых в формирование его различных характеристик неодинаковы, что зависит не только от вида (годовой, сезонный, максимальный, минимальный), но и продолжительности осреднения стока (текущий, средний, многолетний).
Характер распределения поверхностного стока повторяет распределение полного речного стока. На Европейской части России и в Западной Сибири четко выражена широтная зональность поверхностного стока. Величина речного стока убывает от 500 мм на севере Кольского полуострова и от 300 мм в зоне тундры Европейской части России и Западной Сибири до величин менее 10 мм в районах Черноморского и Азовского побережий. На большей части страны основная часть поверхностного стока формируется в период весеннего половодья и стекает в течение одного–двух месяцев. На Дальнем Востоке и в ряде других районов эту часть стока формируют летние осадки.
В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке на распределение поверхностного стока оказывает существенное влияние рельеф. Еще в большей мере это относится к Кавказу.
В распределении подземного стока преобладают закономерности широтной зональности и высотной поясности. При этом морфология подземных вод, условия их выхода в речные долины тесно связаны с геологическим строением.
В ряде случаев происходит естественная переброска подземных вод из одного речного бассейна в другой, но масштаб этих нарушений единства вод данного речного бассейна, за отдельными исключениями, невелик. Так, имеющая место значительная утечка воды из бассейна реки Дон в реку Днепр через Донецко-Днепровский артезианский бассейн оценивается величиной 6–8 мм, что в целом не выходит далеко за пределы точности расчетов водного баланса.
Зона самых высоких значений подземного стока в реки (более 75 мм) приурочена к средней и северной тайге. Южнее питание рек подземными водами уменьшается, главным образом, в связи с ростом испарения. На границе сухой степи и полупустыни приток подземных вод в реки практически отсутствует.
Абсолютные значения подземного стока на равнинных территориях Крайнего Севера невелики, особенно в областях сплошного распространения многолетнемерзлых пород — менее 10 мм в год, а его доля в речном стоке не превышает 5 %. В этих областях подземные воды, дренируемые реками, развиты, в основном, в зоне сезонного протаивания и в меньшей мере связаны с подрусловыми таликами речных долин. Разгрузка подмерзлотных вод может происходить только по сквозным таликовым участкам в долинах крупных рек: Обь, Надым, Пур, Таз. Поэтому даже такая большая река, как Вилюй, зимой пересыхает («промерзает»).
На возвышенностях и в горных районах возрастают осадки и речной сток. Граница между поверхностным и подземным стоком в горных районах выражена менее четко. Появляются такие источники питания как ледники и высокогорные снежники.
В целом средняя многолетняя величина ресурсов речного стока для Российской Федерации составляет около 4348 км3 в год. Большая часть этого объема формируется в пределах территории России и менее 5 % речного стока поступает транзитом с территорий сопредельных государств.