Tra le varie risorse naturali del Parco un ruolo fondamentale è giocato dalle acque: sorgenti, fiumi e laghi rappresentano un patrimonio inestimabile dell’area e costituiscono significative nicchie di diversità biologica, in grado di ospitare numerose specie vegetali e di fornire habitat per la fauna e per l’avifauna migratoria e stanziale.

Le acque hanno influenzato da sempre l’esistenza dell’uomo  in quest’area fin dai tempi antichi. Circa cinquecentomila anni fa un grande lago pleistocenico ricopriva gran parte dell’area e sulle rive di questo grande bacino si sono ritrovati i primi insediamenti umani ed i resti fossili di animali ormai estinti quali l’Elephas antiquus.

Con il passare degli anni il lago andò man mano scomparendo lasciando il posto al fiume Agri e ad una miriade di torrenti e sorgenti che oggi contraddistinguono il territorio.

Il Fiume Agri è un corso d’acqua di Km 136 a regime perenne, che nasce nel territorio di Marsico Nuovo, dopo un primo tratto in una valle dal profilo a V, si avvia con una lieve pendenza fino ad immettersi nel bacino artificiale costituito dal lago Pietra del Pertusillo, dal quale esce per sfociare nel Mar Ionio.

Lungo il suo corso riceve l’acqua di numerosi corsi tributari, la gran parte a carattere torrentizio con magre in estate e piene in inverno che si caratterizzano per brevi tratti montani a forte pendenza e tratti più lunghi a lieve pendenza nei tratti vallivi; gli affluenti di sinistra maggiormente significativi sono i torrenti S. Elia, Molinara, Alli e Casale, mentre tra quelli di destra i torrenti Caolo, Sciaura, Maglie , Racanello e Sauro più a valle.

Nel comprensorio sono presenti numerose sorgenti: più di 200 sono le sorgenti censite che vanno ad alimentare la rete idrografica superficiale ed i numerosi acquedotti che forniscono acqua a gran parte della Basilicata e della Puglia. Queste sorgenti oltre a soddisfare i fabbisogni idrici umani rendono possibile un’agricoltura di pregio non solo nella valle dell’Agri ma anche nel Metapontino e nella vicina Puglia.

Tra le sorgenti più significative per portata e regolarità ricordiamo: Molinara, Amoroso, Capo Cavolo, Capo d’Agri, Peschiera e Sorgitoria in Val d’Agri. 

Il lago Pietra del Pertusillo si è formato a seguito dello sbarramento del Fiume Agri agli inizi degli anni 60; nonostante l'opera abbia avuto un notevole impatto ambientale risulta ormai totalmente integrata con l’ambiente circostante da essere diventato area di sosta e di riproduzione per molte specie di uccelli (aironi, svassi, garzette, nibbi reali, cicogna bianca). Inoltre nell’area del lago e lungo il corso dei fiumi  che in esso si immettono  è presente la Lontra che proprio in questo territorio ha il suo maggior areale di distribuzione d’Italia.