柴窝堡湖水系无干流, 是由中天山的喀拉乌成山北坡、博格达山流入柴窝堡盆地的地表径流、潜水和柴窝堡盆地内的湖泊、沼泽等组成的较为闭合性水系。
柴窝堡湖南侧有发源于天格 尔山北坡的乌什城沟、张家沟和小东沟的水流汇入;北侧有发源于博格达山南坡 的三个山河、白杨沟河、苏拉夏沟等水流汇入。柴窝堡湖周边区域地下水水质优良,是乌鲁木齐市重要饮用水水源地之一,主要涉及三类水源保护区,分别为地下水源一级保护区,包括位于柴窝堡湖北侧的柴北水源地和位于柴窝堡湖西侧的 柴西水源地;二级水源保护区,西、南至辖区边界,东至柴窝堡湖,北至柳树沟 一带;准水源保护区,主要位于二级水源保护区外围,以及三个山河两侧。