Samsjøen inngår i Sommavassdraget og får tilsig fra Haugerudelva, Vesle Samsjøelva og et antall større og mindre bekker rundt innsjøen. Ved utløpet sør i innsjøen dannes elva Somma, som drenerer ned Somdalen til Ådalselvas østbredd, der utløpet danner ei lita evje. Sommavassdraget inngår i Begnavassdraget og Drammensvassdraget.