Par son débit moyen, la Garonne est le quatrième fleuve de France. Elle est essentiellement soumise à deux influences naturelles majeures: la Garonne pyrénéenne dépend d’un régime pluvionival (les hautes eaux du printemps résultent principalement de la fonte des neiges), alors que, plus à l’aval, le fleuve profite de l’influence du Massif Central avec l’arrivée du Tarn et de son affluent l’Aveyron (qui concentrent les pluies cévenoles).
Son débit s’accroît très progressivement au fil de sa course : 20 mètres cubes par seconde au Plan d’Arem, 60 à Saint-Gaudens, 190 à Portet (après la confluence avec l’Ariège). Il atteint 420 mètres cubes à Lamagistère (avec l’apport des eaux du Tarn), 600 mètres cubes à Tonneins (avec celles du Lot), et 700 mètres cubes au Bec d’Ambès où la Garonne forme, avec la Dordogne, l’estuaire de la Gironde.