Система каналов, гидроэлектростанций и хранилищ изменила водный баланс бассейна Волги. Снизились максимальные расходы в половодье, а в летний и зимний периоды, наоборот, повысился. Река изменила естественный режим течения. Водохранилища его приостановили, а сами превратились в стоячие озера. В результате самоочищение Волги снизилось в десятки раз. Изменился тепловой режим. В верховье период стояния льдов увеличился, а в низовье уменьшился. До создания этой системы, течение Волги выносило к устью до 25 млн. тонн наносов и в два раза больше минеральных веществ.