Les fluctuations de débit du Rhin sont dues à la localisation de ses sources dans les Alpes et aux précipitations dans les sous-bassins.
Sur le haut Rhin et le Rhin supérieur méridional, les crues sont plus fréquentes en été lorsque les glaciers et les surfaces enneigées fondent dans les Alpes, restituant ainsi au Rhin les précipitations tombées en hiver.
Sur le Rhin moyen et le Rhin inférieur en revanche, les grandes crues se produisent en hiver et au printemps. Elles sont alimentées par la fonte des neiges dans les massifs moyens ou par les eaux de pluie qui ne peuvent s’infiltrer dans les sols gelés ou saturés d’eau. Dans les deux cas, les eaux s’écoulent rapidement en surface et font sortir les ruisseaux et rivières de leur lit.
Les hivers froids, au cours desquels les précipitations prennent le plus souvent la forme de neige, et les étés chauds et secs, comme 2003 par exemple, peuvent entraîner des situations d’étiage.