在北京巨大的用水总量中，大宗的供水来自地下水，地下水常年处于严重超采状态；地表水供水主要来自密云水库、怀柔水库等北京周边的10座大小水库；由于水资源严重紧缺，北京还先后建设了怀柔、张坊（房山区）、平谷、马池口（昌平区）四处应急水源地，通过超采地下水稳定市内水源。比较可喜的是，北京市再生水的利用在逐年提高，从2003年的2.1亿立方米已经提高到2013年的8.0亿立方米，占当年供水总量的22%，成为北京稳定的二水源。此外，从2008年以来，北京利用已建成的南水北调京石段工程从河北黄壁庄、岗南、王快、安格庄调水，已累计调水16亿立方米。 按照规划，铁皮保温在南水北调中线通水后，一期工程每年将有10.5亿立方米的水送至北京团城湖。北京亦修建南水北调配套密云水库调蓄工程驻马店铝皮保温施工队，以团城湖调节池为起点，终点为密云水库，全长103公里，建设的根本目的就是在江水进京后，沿京密引水渠向密云水库反向输水，回补水源。 而在北京供水的远景规划中，河北曹妃甸的淡化海水也将入京，到2019年，曹妃甸淡化海水可实现日产100万吨，未来可以解决北京近三分之一的城市用水。