Hidrológicamente el territorio de Sierra Mojada se encuentra integrado en cuatro cuencas diferentes, la zona central del municipio pertenece a la "Cuenca Laguna del Guaje-Lipanes", la zona sur a la "Cuenca Laguna del Rey" y un pequeño sector del centro-oeste del territorio pertenece a la "Cuenca El Llano-Laguna del Milagro", estas cuencas pertenecen a la "Región hidrológica Mapimí"; el tercio norte del municipio integrea la "Cuenca Río Bravo-Ojinaga" perteneciente a la "Región hidrológica Bravo-Conchos".