湖州境内主要河流有西苕溪、东苕溪、頔塘、下游塘、双林塘、泗安塘等;境边南接东苕溪上游,北濒太湖,东联大运河及黄浦江。平原河网湖荡密布,山区建有山塘水库,库容10立方以上水库有149座。域内河道密度约2.6-3.8公里/平方公里,其中河流、湖泊面积496平方公里。京杭大运河和源于天目山麓的东、西苕溪纵穿横贯湖州全境。苕溪东经頔塘,流于黄浦江,北经56条溇港注入烟波浩渺的太湖。境内水系密如蛛网,形成江南水乡。
湖州自然资源丰富,全市年平均水资源总量为37.18亿立方米,可供发展淡水渔业的水面2.2万公顷。湖州有煤、铁、石灰石等矿藏,与安徽省交界处的长广煤矿是省内最大的原煤基地。矿藏已发现47种,经初勘的23种,以非金属矿藏为主,主要有建筑石、石灰岩、膨润土、硅灰石、方解石、萤石、石英砂岩、煤、石煤、黄砂等。木本植物主要有竹、松、杉、茶、桑、果树等,安吉县居全国十大“毛竹之乡”之首。陆生脊椎动物约三百种,珍稀动物有扬子鳄、金钱豹、梅花鹿,畜禽饲养品种有五十余种。淡水鱼是境内动物资源的重点,有102种,其中经济鱼类有青、草、鲢、鳙、鲫等十多种。