El escurrimiento superficial del río Santa se origina de las precipitaciones que ocurren en su cuenca alta, además, como se ha mencionado, también de los deshielos de los nevados de la Cordillera Blanca, cuyos aportes contribuyen a mantener una considerable descarga aún en época de estiaje, lo cual hace del río Santa uno de los ríos más regulares de la Costa del Perú.