延河多年平均径流量为2.93亿立米,径流的地区分布差异较大,从上游到下游,径流量是逐渐减小的。上游多年平均径流深大于45毫米,中游地区介于30~45毫米之间,延长以下低于30毫米,径流主要来源于上游。城峁径流模数为1.48升/秒·平方公里,延安为1.44升/秒·平方公里,甘谷驿只有1.26升/秒·平方公里。延河径流的年内分配是不均匀的,主要集中于夏季,夏季径流占年径流的51% ~60%;冬季径流最少,只占年径流的6%~7%,秋季径流略多于春季。秋季径流从上游到下游增加,冬夏径流则相反。各年流量过程线明显的表现出夏汛突出,春汛不显,两汛之间,有冬季枯水和夏季枯水。夏季枯水短暂,冬季枯水较长。最大月径流一般出现在7月或8月,最小月径流通常出现在1月。延河径流的年际变化较大,变差系数为0.37~0.47,最大年径流与最小年径流的比值为2.9~4.2,最大年变率为1.93~2.14,最小年变率为0.51~0.68。延河流域水土流失严重,河流含沙量很大,各站多年平均含沙量为244~311公斤/立方米,延安站实测最大含沙量1300公斤/立方米(1963年6月17日),阎家滩实测最大含沙量为1100公斤/立方米。多年平均输沙量为7160万吨,占黄河陕县站16亿吨的5.0%。延河泥沙来源有明显的地区差异。含沙量和输沙模数都是从上游到中游减少的,延安站多年平均含沙量284公斤/立方米,输沙模数为12400吨/平方公里。从延安到甘谷驿,含沙量减少到243公斤/立方米,输沙模数减少到9270吨/平方公里·年,到阎家滩输沙模数略增加到9730吨/平方公里·年。