Die Fließgewässer im Stadtgebiet bestehen überwiegend aus kleineren Bächen, die teilweise direkt im Stadtgebiet entspringen. Zu den wichtigsten Gewässern zählen der Goldbach und die Schwippe, die Sindelfingen durchqueren und eine zentrale Rolle für den lokalen und regionalen Wasserhaushalt spielen. Sie prägen sowohl die Siedlungsbereiche als auch die umliegenden Natur- und Grünflächen.

Trotz ihrer häufig geringen Größe erfüllen die Fließgewässer bedeutende ökologische Funktionen. Sie dienen zahlreichen wassergebundenen Tier- und Pflanzenarten als Lebensraum und tragen wesentlich zur biologischen Vielfalt sowie zur Strukturierung der Landschaft bei. Darüber hinaus übernehmen sie eine wichtige Funktion beim Abfluss von Niederschlagswasser und können insbesondere bei Starkregenereignissen zur Regulierung und Entlastung beitragen.

Grundwasser ist eine durchgehende Wasseransammlung in tiefen Gesteinsschichten, die durch das Versickern von Niederschlägen oder aus Seen und Flüssen dorthin gelangt. Gesteinsschichten/Gesteinskörper, die in der Lage sind, nennenswerte Mengen an Wasser aufzunehmen und zu leiten, werden als Grundwasserleiter bzw. Aquifer bezeichnet. Da das Wasser im Allgemeinen von Sanden, Kiesen und anderen Teilchen im Boden gefiltert wird ist es i.a.R. sehr sauber und somit eignet sich das Grundwasser hervorragend zur Gewinnung von Trinkwasser für den Menschen.

Dennoch kann das Grundwasser - bedroht u.a. durch Altlasten, einsickernde Schadstoffe, schädliche Bodenverunreinigungen - in seiner natürlichen Zusammensetzung verändert werden. Mit einem Messnetz von über 200 Grundwassermessstellen (vgl. Bild siehe unten) wird in Zusammenarbeit mit den Stadtwerken und dem Landratsamt BB die hohe Qualität des Sindelfinger Grundwassers sichergestellt, aus dem ein Teil unseres Trinkwassers gewonnen wird.

An den Grundwassermessstellen wird nicht nur die Qualität des Wassers gemessen (Schadstoffkonzentration aus Industrie, Landwirtschaft und Haushalten), sondern auch der Abstand des Grundwasserspiegels zur Oberfläche. Aus diesen Daten lässt sich ein sogenannter Grundwassergleichenplan errechnen. Aus diesem Plan ist die Fließrichtung des Grundwassers auf seinen verschiedenen Niveaus sichtbar. Je näher das Grundwasser zur Oberfläche ansteht, umso schneller reagiert es auf schädliche Einträge und Wetterereignisse wie z. B. starke Regenfälle nach Trockenperioden.

Die in Sindelfingen versickernden Niederschläge tragen wesentlich zur Grundwasserneubildung bei und speisen zahlreiche Brunnen und Quellen. Zum Schutz dieser Trinkwasserressourcen sind in Sindelfingen Wasserschutzgebiete ausgewiesen. Bereits in den 1990er-Jahren wurde nachgewiesen, dass sich das Stadtgebiet im Neubildungsgebiet der Heil- und Mineralquellen von Stuttgart, Bad Cannstatt und Berg befindet. Seit 2002 ist Sindelfingen Teil dieses Schutzgebiets (vgl. siehe Bild). Das hier versickernde Niederschlagswasser erreicht Stuttgart nach einer unterirdischen Fließstrecke von rund 18 km und einer Fließzeit von etwa 20 Jahren. Der Grundwasserschutz in Sindelfingen dient daher nicht nur der lokalen Trinkwasserversorgung, sondern auch dem Erhalt des größten Heilquellenvorkommens Westeuropas.

Derzeit sind rund 14,8 km², etwa 29 % der Stadtfläche, als Wasserschutzzonen ausgewiesen. Diese verteilen sich auf die Bereiche Floschen/Klingelbrunnen (8,1 km²), See (3,6 km²) und Harlanden (3,1 km²). Die genauen Nutzungseinschränkungen sind in den jeweiligen Rechtsverordnungen festgelegt.Die Wasserschutzgebiete sind in verschiedene Schutzzonen unterteilt. Die Zone I (Fassungsbereich) dient dem unmittelbaren Schutz der Entnahmestellen. Sie umfasst einen Mindestabstand von 10 Metern um die Fassung und mindestens 20 Metern in Richtung des zuströmenden Grundwassers. In diesem Bereich sind jegliche Bodennutzung und Bebauung untersagt.

Die Wasserschutzgebiete sind in verschiedene Schutzzonen unterteilt. Die Zone I (Fassungsbereich) dient dem unmittelbaren Schutz der Entnahmestellen. Sie umfasst einen Mindestabstand von 10 Metern um die Fassung und mindestens 20 Metern in Richtung des zuströmenden Grundwassers. In diesem Bereich sind jegliche Bodennutzung und Bebauung untersagt.

Die Zone II (engere Schutzzone) ist so bemessen, dass das Grundwasser vom äußeren Rand der Zone innerhalb von 50 Tagen zur Fassung gelangt. Diese Zeitspanne ermöglicht in der Regel den Abbau bakterieller Verunreinigungen. Im Landkreis Böblingen sind jedoch Gesteinsschichten des Oberen Muschelkalks verbreitet, die aufgrund von Verkarstungen zu verkürzten Fließzeiten und einer geringeren natürlichen Reinigungsleistung führen können. Daher sind für die Ausweisung dieser Zone umfangreiche hydrogeologische Untersuchungen erforderlich. In der Zone II sind organische Düngung, Bebauung sowie unterirdische Tankanlagen grundsätzlich verboten; oberirdische Tanks sind nur eingeschränkt zulässig.

Die Zone III (weitere Schutzzone) umfasst das gesamte Einzugsgebiet der jeweiligen Wasserfassung und dient dem Schutz vor langfristigen, insbesondere chemischen Beeinträchtigungen der Wasserqualität. Sie wird in Zone III A (innerhalb eines Radius von 2 km) und Zone III B (außerhalb dieses Radiuses) unterteilt. In diesen Bereichen gelten unter anderem zeitliche Einschränkungen für das Ausbringen organischer Dünger sowie strenge Auflagen für Industrie- und Gewerbebetriebe, die mit wassergefährdenden Stoffen umgehen.