Основным притоком реки является Иртыш[7]. Длина от его истока на границе Монголии и Китая до впадения слева в Обь равняется 4 248 км, что превышает длину самой Оби.
Другие значимые притоки:
левые — Песчаная, Ануй, Чарыш, Алей, Барнаулка, Касмала, Шегарка, Чая, Парабель, Васюган, Большой Юган, Северная Сосьва, Щучья, Сыня;
правые — Чумыш, Бердь, Иня, Томь, Чулым, Кеть, Тым, Киевский Ёган, Вах, Ватинский Еган, Тромъеган, Пим, Лямин, Казым, Полуй.