Entendre l'orografia del territori i els rius de Tarragona és bàsic per compondre's una imatge més precisa de la regió, un escenari on ha esdevingut i transcorre tota la seva història. La successió entre serralades i rius que desemboquen al Mediterrani configura i defineix l'estructura física de les seves comarques.
El curs baix de l'Ebre ha estat des de l'època íbera i romana la principal artèria fluvial de l'est de la Península. La val i el delta de l'Ebre marquen els límits de Tarragona pel sud, amb la seva xarxa d'afluents, i el riu Foix pel nord. Entre ells el Francolí, el riu que va alimentar la fundació de la ciutat de Tàrraco.
Gaià
El Gaià marca al nord els territoris històrics del Camp de Tarragona. La seva font és a Santa Coloma de Queralt, a la Conca de Barberà, i transcorre la comarca fins arribar a la desembocadura a la mar Mediterrània al poble d'Altafulla. El seu curs baix dona nom a la comarca del Baix Gaià, on passa través d'una vall que es caracteritza per una sèrie de castells medievals perfectament conservats.
A causa de l'embassament del Gaià, inaugurat al Catllar el 1975, els darrers quilòmetres del riu fins al mar no duen cabal. Aquest fet ha compromès seriosament l'equilibri ecològic de la desembocadura, que ha estat declarada espai protegit per tal de salvaguardar la seva biodiversitat.
Francolí
El Francolí és el riu més important entre els que neixen i moren a Tarragona. Podem localitzar-ne les fonts i déus a la comarca de la Conca de Barberà, entre els municipis de Vimbodí i L'espluga de Francolí, encara que els corrents subterranis dificulten precisar-ne el naixement.
Desemboca al port de la ciutat de Tarragona i va ser un factor clau en l'assentament de la colònia romana originària, suplint-la d'aigua a través de les obres d'enginyeria hidrològica que es van emprendre. A dia d'avui, però, té un cabal irregular, mínim en èpoques de sequera. El tram final, urbà, s'ha deteriorat per l'activitat del port industrial contigu, però s'intenta recuperar com a parc públic per als ciutadans.
Siurana
El Siurana és un afluent de l'Ebre que s'origina a les muntanyes de Prades, a més de mil metres d'alçada. Serpenteja durant 50 quilòmetres per la comarca del Priorat, auspiciat per la serralada del Montsant i s'uneix a l'Ebre a la localitat de Garcia. En el seu recorregut nodreix un bosc de ribera característic d'àlbers i pollancres.
El 1973 es va construir un pantà en el seu curs, a Cornudella del Montsant, de gran interès natural i paisatgístic, però que també amenaça seriosament el cabal ecològic del riu al seu pas pel Priorat.
Algars
A la formació muntanyosa de més altitud de Tarragona, Els Ports de Tortosa, neix el riu Algars, al vessant nord del Mont Caro. El seu curs marca els límits amb el Matarranya aragonès i recorre la Terra Alta fins a desembocar al riu amb el mateix nom, un afluent de l'Ebre pel marge dret.
Transcorre per una zona molt rocosa i seca, i el seu cabal no permet que s'hi generi una vegetació característica de ribera, però, en canvi, crea paisatges i salts d'aigua de gran bellesa. Així com gorgs i piscines naturals molt populars per a banyar-se a l'estiu.
Foix
El Foix neix a la Serra d'Ancosa, a la serralada prelitoral catalana, i desemboca al Mar Mediterrani a Cubelles, en una zona de maresmes de gran riquesa natural. El curs del riu és el límit natural entre el Baix Penedès i l'Alt Penedès (pel nord) i amb el Garraf (per la costa).
Al poble penedesenc de Castellet i la Gornal s'hi troba, al curs del riu, el pantà de Foix que embassa les aigües des del 1928 y que fa que el curs baix del riu fins a la desembocadura romangui sec la major part de l'any.
Ebre
És el segon riu més llarg d'entre els que desemboquen al Mediterrani, després del Nil. 930 quilòmetres que recorren la part septentrional i oriental de la Península Ibèrica. Al territori de Tarragona transcorre el curs baix de l'Ebre i s'hi troben els 500 quilòmetres quadrats que configuren el seu Delta, una reserva natural d'increïble biodiversitat. Entre d'altres paratges protegits al llarg de la seva vall i afluents.
Actualment i donada la disminució del cabal ecològic, constant les darreres dècades, i els efectes del canvi climàtic el Delta de l'Ebre es troba en regressió i el seu ecosistema en perill.