Vode koje teku i poniru i podzemni putovi kojima se isprepleću, međusobno napajaju pa opet izviru posebnost su krša. Ni područje rijeke Krke nije iznimka, dapače, 72,5 kilometra rijeke kroz bezvodni krš prirodni su fenomen.
Slatkovodni dio toka rijeke Krke dug je 49 kilometara, a na preostalih 23,5 kilometra osjeća se utjecaj mora. Sa svojim pritocima Krka čini nadzemni slijev površine 2.450 četvornih kilometara, a s hidrogeološkim slijevom zauzima područje od 2.650 četvornih kilometara. Ukupni pad toka iznosi 224 metra.
Krška područja odlikuje bezvodnost, a prevlast karbonatnih stijena i njihova tektonska razlomljenost pospješuju poniranje atmosferskih voda u unutrašnjost. Rijeka Krka površinski teče iznad razina kolebanja temeljnih krških podzemnih voda kao viseća tekućica koja na takvoj podlozi ne gubi vodu. Za krš je svojstvena dinamična i izravna veza površinske i podzemne vode, koja stvara različita staništa i prenosi hranjive tvari te tako omogućuje život i na površini i u podzemlju. Zato je očuvanje osjetljiva krškog ekosustava od najveće važnosti.
Kompleksni geološki uvjeti razlog su kompliciranih hidroloških odnosa. Na području rijeke Krke susreću se dvije megastrukturne jedinice: Dinarik i Adrijatik. Dinarskoj karbonatnoj platformi pripada planinski dio slijeva rijeke Krke do tektonske zone Strmica – Knin – Petrovo polje, Jadranskoj karbonatnoj platformi zaštićeni dio kanjona. Najveći dio karbonatnih naslaga je vodopropustan pa voda ponire u okršeni reljef, dok manji dio ima funkciju nepropusnih stijena, koje su barijera za podzemne vodene tokove. Zone nepropusnih stijena nalaze se u izvorišnom dijelu, oko Knina i sjevernije od njega, gdje se nalaze izvori, nadzemni i podzemni tokovi koji ‘prihranjuju’ kanjonski dio rijeke Krke. Najjužniji krški izvor u toj zoni jest Čikola u Petrovu polju. Taj se izvor za sušnih razdoblja ne prelijeva, a za kišnih formira rijeku. Zona vodonepropusnih naslaga ili fliš proteže se i na južnoj granici Parka, oko Skradinskoga buka pa do izvora Torak na ušću Čikole u Krku, a obuhvaća i donji dio Visovačkog jezera. Krka se prihranjuje i podzemnim vodama. Dio tih voda potječe iz dinarskog zaleđa (Grahova polja), a dio iz gornjeg porječja rijeke Zrmanje, s kojom Krka dijeli zajedničko podzemno vodno lice. Najizdašniji izvori uzduž kanjona rijeke Krke jesu Miljacka i Jaruga, a u kanjonu rijeke Čikole izvor Torak. Nizvodno od Skradinskoga buka izvorište je Jaruga, a od prukljanskog dijela nizvodno bočati izvor Litno u Zatonu.
Porječje Krke tijekom godine primi oko 1.250 milimetara oborina. Najviše kiše padne u zimskom razdoblju, dok su ljeta vrlo suha. Vodostaj Krke najviši je u studenome i ožujku, a najniži u kolovozu. Srednja vrijednost protoka Krke na izvoru iznosi 12 kubika u sekundi, a na Skradinskom buku 55 kubika u sekundi. Maksimalna vrijednost protoka, 481 kubik u sekundi, zabilježena je 24. prosinca 1982., a minimalna, 4,99 kubika u sekundi, 5. listopada 1961. Najviša temperatura vode na Skradinskom buku, 27,5 °C, zabilježena je 25. kolovoza 2011., a najniža, 3,5 °C, 12. siječnja 1985. Najveća vrijednost vodostaja na Skradinskom buku, 223 centimetra, zabilježena je 7. prosinca 2005., a minimalna, samo pet centimetara, 3. listopada 1990. godine.
