По своей длине (2428 км) Урал уступает в Европе только Волге и Дунаю. Площадь его бассейна 231 тыс. км². На Оренбургскую область приходится 1164 км русла и около 78 тыс.км² площади бассейна. Однако по водности Урал занимает место лишь в третьем десятке европейских рек.

Главной особенностью Урала является чрезвычайная неравномерность стока. Так, в многоводный год общий сток Урала может быть в 10 раз большим, чем в маловодный. Например, в 1957 г. годовой расход Урала составил 24 куб.км, а в 1967 г. — лишь 2,6 куб.км. Если же мы сравним более отдаленные годы, то разница будет еще значительнее. В многоводный 1922 г. Урал дал Каспию почти в 20 раз больше воды, чем в 1933 г. По амплитуде колебаний суммарного годового стока Уралу принадлежит европейский рекорд.

В летний и зимний периоды, т.е. 9— 10 месяцев в году, Урал — сравнительно небольшая река, а вот весной (в апреле-мае) — это мощный и грозный поток, разливающийся в среднем и нижнем течении на многие километры. В отдельные годы ширина весенней реки в среднем течении достигает 18—20 км.

Среднегодовой сток Урала у Кушумского водомерного поста составляет 10,6 куб.км — это в 25 раз меньше, чем общий сток Волги. Но весной, когда паводковая волна достигает своего максимума, Урал становится в один ряд с великими реками Русской равнины. Наибольший расход реки составил весной 1942 г.: 18,4 тыс. куб.м в секунду — это больше среднегодового расхода не только Волги, но и самой могучей реки России — Енисея. В течение одного года максимальный расход воды в Урале может превосходить минимальный более чем в 1300 раз. Это наибольший размах колебаний водности среди крупных европейских рек.

Нарастание водности Урала от истока к устью происходит следующим образом: при выходе из Ириклинского водохранилища он несет 1,77 куб.км воды; перед слиянием с Сакмарой — 3,44 куб.км, а ниже ее устья — 7,73 куб.км. После впадения в Урал Илека его водность достигает 9,24 куб.км, а у Уральска ниже устья Чагана — 10,6 куб.км. До Каспия Урал доносит в среднем около 8 куб.км воды в год, теряя на 800-кл/ участке транзита через прикаспийские полупустыни до четверти своего суммарного стока. За половодье (апрель-май) в Урале проходит 60—80%, а иногда до 96% годового стока.

Весеннее половодье на Урале — ни с чем не сравнимое природное явление. В среднем течении реки ледоход обычно начинается в первой-второй декаде апреля, а половодье — в третьей декаде апреля. Во время половодья уровень воды в реке поднимается над меженью в среднем у пос.Науразово (в верховьях) до 2,6 м, у Орска — 6 м, у Оренбурга — 6,6 м, у Уральска — до 7 м. Максимальные подъемы уровня воды в Урале достигают 9- 11 м.

Строительство Ириклинского водохранилища существенно изменило режим. уровней Урала от створа плотины до Оренбурга. Так, на посту у с. Уральск, в 7 км ниже водохранилища, волна половодья стала почти незаметной, а высшие годовые уровни приходятся не на весну, а в основном на ноябрь-январь. Зарегулирование реки резко уменьшило амплитуду колебаний уровня. До 1958 г. высота половодья на участке Ирикла — Орск достигала 5 — 8 м при средней величине 2 — 3 м, теперь же ее значения колеблются от 0,5 м до 1,5 м.

Влияние Ириклинского водохранилища на режим Урала заметно и ниже Орска, хотя после впадения Кумака и Ори слева и Губерли справа вновь появляется четко выраженный пик весеннего половодья. Дружное весеннее таяние в бассейнах степных левобережных притоков: Киялыбурти, Бурли, Уртабурти, Бурти — формирует высокую волну половодья в районе Оренбурга. После впадения Сакмары влияние Ириклинского водохранилища на современный гидрограф реки становится мало заметным.

Замерзает Урал в верховьях в начале ноября, в среднем и нижнем течении — в конце ноября. Вскрывается в низовьях в конце марта, в верховьях — в начале апреля. Толщина льда к концу зимы достигает 60—80 см. Средняя продолжительность ледостава на реках бассейна изменяется от 160 дней на севере до 120 на юге.

Исток Урала лежит на отметке 637 м выше ур.м., а устье — на 27 м ниже ур.м. Это означает, что Урал «падает» в Каспий в среднем по 30 см на 1 км. У соседней Волги, например, падение в четыре раза меньше. Поэтому Урал довольно быстрая река. Средняя скорость течения в межень составляет 4—5 км/ч, а в по­ловодье — до 10 км/ч.

Больших глубин на Урале нет. Обычно плесы имеют глубину 3—4 м, ямы — 6—8 м. Средняя ширина русла Урала в межень составляет у Орска 60 м, у Оренбурга — 80—100 м, в районе Уральска река становится вдвое шире.

В верховьях русло реки выложено каменистыми грунтами, в среднем — гравийно-галечными и песчаными отложениями, в нижнем — почти исключительно песками. Оба берега реки окружены высокими обрывами — ярами. Особенно много их по правому берегу. На участке от Оренбурга до устья насчитывается почти 600 яров. На этом же отрезке длиной 1336 км около 700 перекатов — в низкую межень их глубина не превышает 0,5 м.

Урал и его притоки производят огромную эрозионную работу. Она выражается в линейной эрозии речными потоками в руслах и на пойме и в плоскостном смыве почвы склоновыми (поверхностными) стоками на водосборах.

По химическому составу вода Урала относится к группе кальциевых гидрокарбонатного класса. Вода Урала содержит во время паводка 0,3—0,5 г/л, а к концу теплового периода — 0,8 г/л сухого остатка. Довольно высокая степень минерализации обусловлена водной эрозией меловых и известняковых обнажений, связью речных вод с засоленными водами и переносом растворенных солей притоками.