К наиболее высоким поднятиям приурочены вечные снега и ледники. В ущелье Левый Талгар находится ледник Дмитриева — самый большой на северном склоне Заилийского Алатау, его площадь составляет 17 км². Ледник Конституции — самый протяжённый (5,7 км) и один из самых низкорасположенных ледников парка — он спускается до высоты 3270 м. В истоках реки Малой Алматинки находится ледник [[Туюксу (ледник)|Туюксу]] — Туюксу — один из наиболее изученных ледников мира. Он исследуется с 1902 года. Морена ледника селеопасна, на ней сформировались крупные гляциальные сели 1956 и 1973 гг.

Всего в Заилийском Алатау 265 больших и малых ледников, значительная часть которых находится на территории парка. Многие из них дают начало рекам, образующим разветвлённую гидрографическую сеть — реки Тургень, [[Иссык (река)|Иссык]], [[Талгар (река)|Талгар]], [[Малая Алматинка|Малая]] и [[Большая Алматинка|Большая Алматинки]], Карагалинка, Аксай, [[Каскелен (река)|Каскелен]] и их многочисленные притоки (Ремизовка, Прямуха, Котырбулак, Бельбулак, Каменка, Рахатка и др.). Основные реки текут стремительными бурными потоками в глубоких ущельях. Они имеют снего-ледниковое питание с весенним и летним паводками. Как реки, так и большинство их притоков селеопасны. Вода в них большую часть года чистая, но летом в период паводка становится мутной, с большим количеством донных наносов. В истоках всех основных рек имеются [[морена|моренные]] озёра, которые начинают наполняться в июне, а к началу зимы вода в них исчезает. На высоте 2500 м расположен крупный постоянный водоём — [[Большое Алматинское озеро]]. Его котловина имеет завально-тектоническое происхождение и пополняется стоком реки Озёрная и рядом мелких притоков. Площадь озера — около одного квадратного километра, глубина достигается 39,3 м.