Adıyaman 'in Kuzey kesimi torosların uzantısı olan Malatya dağları ile çevrilidir. Çelikhan, Gerger ve Tut İlçelerinin arazilerinin çoğu dağlıktır. 

İlin belli başlı dağları; Akdağ, Dibek, Ulubaba, Gördük, Nemrut, Bozdağ ve Karadağdır. Güneye inildikçe ova nitelikli araziler başlar. Kahta, Samsat, Keysun ve Pınarbaşı ovaları ilin önemli ovalarıdır .

Fırat Nehri İlin en önemli akarsuyudur. Fırat Şanlıurfa, Diyarbakır illeriyle İl sınırı oluşturur. Diğer akarsular ise; Sofraz, Ziyaret, Çakal, Kalburcu, Eğri, Akdere, Keysu ve Şepker çaylarıdır. Gölbaşı, İnekli, Azaplı Abdulharap Gölleri doğal Atatürk Barajı ise suni göldür.

Bu coğrafi yapı içerisinde Adıyaman ilinin :

• Deniz seviyesinden yüksekliği 669 metredir.
• İl sınırları içerisindeki alan 7.614 km.2dir.
• Merkez ilçenin alanı ise 1.702. km.2dir.

Fırat Nehri İlin en önemli akarsuyudur. Diğer akarsuları ise şunlardır; Sofraz Çayı, Ziyaret Çayı, Çakal Çayı, Kalburcu Çayı, Eğri Çayı, Besni Akdere Çayı, Şepker Çayı, Çat Deresi, Gürlevik Deresi ve Halya Deresi ile Gölbaşı, İnekli, Azaplı ve Abdulharap gölleri ilin diğer su kaynaklarıdır.

Fırat Nehri: İlin en önemli akarsuyu-dur. Şanlıurfa ve Diyarbakır illeri ile sınırı oluşturur. İl içindeki uzunluğu 180 km. dir. Kâhta, Kalburcu ve Göksu Çayları nehrin başlıca kollandır.

Kahta Çayı: Çelikhan yöresindeki Bulam, Abdülharap ve Recep sularını toplayıp Cendere Köprüsünden geçtikten sonra Eski Kahta ve Alut Arazisinde biriken dağ sularını da alarak Fırat Nehri'ne karışır (45.5 km).

Göksu Çayı: Kahramanmaraş ili sınırlarından çıkar. Erkenek, Tut.ve Akdere civarından geçer. Sofraz suyunu da aldıktan sonra Gümüşkaya'nın batısında Fırat Nehrine karışır. İI sınırlan içindeki uzunluğu 90 km. 'dir.

Sofraz Çayı: Besni ilçesi Toklu Köyü civarından çıkar. Hacıhalil Köyü yakınlarında Keysun Suyu'nu alarak Akdere civarında Göksu Çayı'na karışır. İl sınırları içindeki uzunluğu 51 km.'dir.

Ziyaret Çayı: Kaynağını Cebel ve Zey Köyleri sularından alarak ipekli Köyü civarında Atatürk Barajı Gölü'ne karışır.

Adıyaman ilinin önemli sayılabicak diğer akarsuları ise şunlardır: Çakal Çayı (37.5 km.) Kalburcu Çayı, Eğriçay (32 km.}, Besni Akdere Çayı (59 km.) Keysun Çayı (45 km..), Birimşe Çayı (35 km.), Şepker Çayı, Çat Deresi, Gürlevik Deresi ve Halya Deresi (41 km.)

İldeki Başlıca Akarsuların Özellikleri

 

Akarsuyun Adı	Toplam Uzunluğu (km)	11 içindeki Uzunluğu (km)	Toplam Uzunluğa Oranı	Debisi (m3/sn)	Kolu Olduğu Akarsu
Fırat Nehri	2.800	180	6	959
Göksu Çayı	118	90	76	63,42	Fırat
Besni-Akdere Çayı	59	59	100	1,27	Göksu
Kahta Çayı	58	45,5	78	31,71	Fırat
Sofraz Çayı	51	51	100	2,25	Göksu
Keysun Çayı	45	45	100	1,65	Göksu
Halya Deresi	41	41	100	0,76	Fırat
Çakal Çayı	37,5	37,5	100	0,87	Fırat
Birimşe Çayı	35	35	100	7,55	Kahta Çayı
Eğri Çay	32	32	100	1,25	Fırat

İlde dört doğal, bir de yapay olmak üzere beş adet göl vardır. Bunlar Gölbaşı, İnekli, Azaplı ve Abdulharap doğal gölleri ile Atatürk Barajı suni gölüdür.

Gölbaşı Gölü: 2.19 km2 yüzölçümünde olan bu göl, Gölbaşı ilçesi Belediye sınırları içerisinde yer almaktadır. Çevresinde turistik tesisler bulunan gölde balık üretimi de yapılmaktadır.

İnekli Gölü: Yüzölçümü 1.09 km2 dir. Yağışların fazla olduğu dönemlerde Gölbaşı ve Azaplı Gölleri ile doğal olarak açılan kanallarla birbirine bağlanırlar.

Azaplı Gölü: ilçenin batısında bulunan bu gölün yüzölçümü 2.72 km2 dir. Kışın sularının artması nedeniyle çoğu kez Gölbaşı Gölü ile birleşik bir görünüm arz eder.

Abdülharap Gölü: Çelikhan ilçesinin 3 km. kuzeyinde yer alan gölün yüzölçümü 5 km2 dir. Yüzeyi yoğun olarak saz ve otlarla kaplanmış olan bu göl. Çat Barajı'nın tamamlanması halinde, baraj göl sahası içinde kalacaktır.

Atatürk Barajı Gölü: Güney Doğu Anadolu Projesi'nin (GAP) uygulamaya konulmasıyla oluşan bir göl olup Adıyaman ve Şanlıurfa illeri arasında geniş bir alanı kaplar. Bölgenin sulama suyu ve balık üretiminin teminİ açısından son derece önemli bir göldür. Rezervuar sahası 81.700 hektardır.

Çamgazi Barajı Gölü: Adıyaman merkez ilçeye bağlı Atatürk Barajı yolu üzerindedir.  Baraj gövdesi zonlu toprak dolgu tipinde yapılmakta olup sulama amaçlı inşa edilmektedir. Sulama alanı 6536 hektardır.

Çat Barajı Gölü: Güney Doğu Anadolu Projesi'nin (GAP) uygulamaya konulmasıyla oluşan göl olup Adıyaman-Çelikhan Abdulharap Gölü üzerindedir. Sulama amaçlı kullanılan baraj gölü 14.481 hektarlık alanı kaplar.

Göletler: Adıyaman ili gölet inşası bakımından yeterli su potansiyeline sahiptir. Bu nedenle mevcut göletlerin yanısıra çoğunluğu GAP Projesi çerçevesinde olmak üzere bir çok gölet inşa halindedir. Bazı göletler de planlama aşamasındadır. Bunlara ait özet bilgiler aşağıdaki tabloda verilmiştir.