Голямата степен на изолация от Световния океан, големите оттичащи се маси и многото вливащи се реки допринасят за уникалния воден баланс на Черно Море. Водния баланс е важен фактор в черноморската екосистема. Промените във водния режим нанасят значителен удар на солта и водния баланс, които са много уязвими от всякакви промени. Вливащата се сладка вода и размяната със средиземноморската вода през Босфора се критични елементи в хидрографията и екосистемата на Черно Море. Водният баланс се изучава от много години и има доста спорове за величината на неговите граници.

Речни оттичания:

Най-голямата маса речен поток, навлизаща в Черно Море идва от северозападната част на басейна и от Кавказ, турските и българските и румънските брегове. Общата площ на изтичащите се в Черно Море реки е 1 874 904 кв. км, включително 215 625 кв. км от малки речни течения. Средното сборно отичане от 1921 до 1988г е било 353 кв. км за година. 

Оттичане от северозападния бряг:

Общата площ на реките на северозападния бряг е около 1 500 000 кв. км, включително и 20 000 кв. км от потока на малки реки. Много от вливащите се маси идват от четири главни реки - Дунав, Днестър, Днепър и Southern Bug. Средния годишен поток в северозападните части за периода 1921-1988г е бил 261 куб. км за година, повишаващ се от 153 куб. км за 1921г до 389 куб. км през 1970г. 

Оттичане от Крим:

Реките от Крим не играят важна роля във водния баланс на Черно Море. Най-големите реки са: Черная, Белбек, Алма и Кача. Общата площ на реките, идващи от кримските планини към Черно Море е само 2 739 куб. км Техният среден годишен оток в периода 1921 - 1988г. е бил около 32 куб. км, обхващащ - минимум от 0,07 куб. км през 1930г. до максимум от 0,67 куб. км през 1968г. 

Оттичане от Кавказ:

Общата площ на реките в Кавказ е около 75 000 кв. км. По-големи реки са: Риони, Ингури, Кодори, Бзиб, Супса и Мзимта. Средният годишен оток е 43 куб. км, вариращ от 31 куб. км през 1969г. до 57 куб. км през 1922г.  

Оттичане от Турция:

Много реки се вливат в Черно Море от турския бряг. Тяхната обща площ е 295 550 кв. км Главните реки са: Йесилирмак, Кизилирмак и Сакаря. Средния годишен отток през периода 1930 - 1986г. е 36 куб. км, вариращ от минимума - 25 куб. км през 1949г. до максимума от 51 куб. км през 1940г. 

Оттичане от българските и румънските брегове:

 Главните реки в България са: Камчия, Провадийска, Резовска, Велека, Ропотамо и Факийска. Общата им площ е 6 292 кв. км Общия отток варира около 1,83 куб. км/год. Общата площ на всички реки, идващи от румънските брегове е 4,589 кв. км Техният среден годишен отток е 0,12 куб. км 

Утаяване:

Утаяването в Черно Море е причинено главно от дейността на циклоните. Циклоните се движат главно от запад на изток, през южната част на морето. Източния и южния район имат най-голямо утаяване. Най-малко утаяване има в централната и особено в западната част. Месечното утаяване /над морето/ достига максимум през зимата /40пр./ и пада до най-ниското си ниво през пролетта и началото на лятото /15пр./. По брега, особено в северозападната зона има понякога летни утаявания , причинени от топлинната конвекция /пренасяне/. Средното утаяване на цялото дъно на Черно Море е 225 куб. км за година. Общият размер на утаяване е близо 1,5 пъти по-малко от общия отток на реките, но влиянието му на цялостното утаяване може да зависи значително от годината или сезона. Например през есента и зимата количеството на утаяването на дъното превишава размерът на континенталния отток.