Globalement, l'eau de surface est rare dans le Gâtinais français. Le réseau hydrographique tend à s'assécher depuis des siècles, créant ainsi des vallées sèches. Les cours d’eau présents sur le territoire sont des affluents de la Seine : la Juine, l'Essonne et l'Ecole, qui ont évolué avec la main de l’homme, comme en témoignent les nombreux biefs, moulins, lavoirs... De nombreux marais se sont développés dans leurs vallées. Ils sont constitués de hautes herbes amphibies et vivaces, où dominent généralement le Roseau commun, la Baldingère, le Jonc des chaisiers ou la Massette à larges feuilles. Véritables paradis ornithologiques, on peut y observer fauvettes paludicoles, Butor étoilé, Bihoreau gris... Le marais de Larchant (propriété privée) est une exception : il n'est plus en contact avec une rivière. C'est un vestige de l'ancien cours du Loing... Dans certains marais ou marécages, la matière organique issue des végétaux s'est progressivement transformée en tourbe. S'y développe alors une flore originale et rare parmi lesquelles la Fougère des marais. Autres formes de zones humides présentes sur le Parc, les mares, qu'elles soient agricoles (avec notamment les mouillères), de villages ou bien encore de platières, abritent l'Etoile d'eau, le Jonc couché, l'Elatine verticillée..., ainsi que de nombreux amphibiens et odonates...