Rzeką o największym znaczeniu jest w Beskidzie Sądeckim Poprad, który stanowi granicę między pasmem Radziejowej a pasmem Jaworzyny. Swoje źródła ma na wysokości niemal 2000 m n.p.m., w tatrzańskich stawach - Wielkim Hinczowym i Zmarzłym. Następnie przepływa przez słowackie kotliny, aby w końcu koło Leluchowa wpłynąć do Polski. Przełom Popradu dzieli się na dwa główne odcinki: od Muszyny do Łomnicy oraz od Łomnicy do Starego Sącza, w którym uchodzi do Dunajca. Antecedentny przełom Popradu tworzył się od końca trzeciorzędu, kiedy to wraz z wydźwiganiem się Beskidów rzeka wcinała się w podłoże coraz głębiej. Obiektami, które stanowią ciekawy walor krajobrazowy są jeziorka osuwiskowe powstałe w niszach osuwiskowych. Najstarsze, pochodzące z początku XIX wieku, znajdują się na stoku Kicarza.
Dunajec, którego prawym dopływem jest Poprad, płynie wzdłuż zachodnich granic Beskidu Sądeckiego. Między Sromowcami Niżnymi a Szczawnicą stanowi granicę polsko-słowacką oraz tworzy najbardziej znany w Polsce przełom rzeczny, pokonywany przez turystów na flisackich tratwach już od pierwszej połowy XIX wieku. Dalej Dunajec płynie u podnóży pasma Radziejowej, by następnie wpłynąć do Kotliny Sądeckiej. Beskid Sądecki od Beskidu Niskiego oddziela rzeka Kamienica Nawojowska, która wypływa spod Jaworzyny Krynickiej. Z kolei naturalną granicą między Pieninami a Beskidem Sądeckim jest rzeka Grajcarek przepływająca przez Szczawnicę.
W Beskidzie Sądeckim wyróżnia się trzy główne piętra klimatyczne, zgodnie z podziałem zaproponowanym przez Hessa (1965). Obszary do wysokości 750 m n.p.m. położone są w piętrze umiarkowanie ciepłym. Tereny znajdujące się w otoczeniu grzbietu głównego pasma Jaworzyny i pasma Radziejowej (750 - 1100 m n.p.m.) należą do piętra umiarkowanie chłodnego. Piętro chłodne (powyżej 1100 m n.p.m.) obejmuje jedynie kilka najwyższych szczytów. Średnia temperatura roku w paśmie Jaworzyny wacha się od ok. 4°C na Jaworzynie Krynickiej do ok. 6°C w Żegiestowie. Bardzo częstym zjawiskiem, zwłaszcza w okolicach Krynicy-Zdroju, jest inwersja temperatury. Najwyższe roczne sumy opadów wynoszą ok. 950 mm, najniższe zaledwie 300 mm. Przeciętna liczba dni z opadem śniegu wynosi ok. 110 dni dla zdecydowanej większości obszaru.