Die für die Stadt namensgebende Sulm ist ein Gewässer 2. Ordnung, das sich von den Löwensteiner Bergen her durch das Weinsberger Tal zieht und westlich Neckarsulms in den (Alt-)Neckar mündet.
Die Sulm hat ein Einzugsgebiet von ca. 110 km² und ist seit den 1970er Jahren durch die Anlage von insgesamt 17 Hochwasserrückhaltebecken reguliert.
Prägend für die Sulm auf Neckarsulmer Gemarkung ist der Hochwasserrückhaltedamm, auf dessen Krone der Mühlweg verläuft, sowie die etwa 3 km lange Verdolung des Flusses unter dem Siedlungs- und Industriegebiet bis zum Neckarkanal. Das Gewässerbett der Sulm ist bis zu einem 100-jährlichen Hochwasserereignis sicher ausgebaut. Die Hochwasserfreihaltung kann nur durch eine komplexe Steuerung der obenliegenden Rückhaltebecken mit der Leistungsfähigkeit der Sulmdole erreicht werden. Hier bewährt sich seit über 40 Jahren der Wasserverband Sulm.
Die Sulm ist für die Städte und Gemeinden im Weinsberger Tal Vorflut für die Siedlungsentwässerung. Das bedeutet, dass die Siedlungsabwässer (nach deren Reinigung) in dieses Gewässer eingeleitet werden. Das betrifft zum einen die gereinigten Abläufe der Kläranlagen, zum anderen aber auch Entlastungen aus den Kanalisationssystemen bei Regenwetter und insbesondere bei Starkregenereignissen. Die Wasserqualität schwankt daher. Badewasserqualität wird nicht erreicht.
Nach der Umgestaltung des Ententeichs / Erlensees im Stadtpark, nahe der Sulm, wird dieses Stillgewässer nicht mit Sulmwasser gespeist.
Neben Überflutungen durch Starkregenereignisse können auch Hochwässer erheblichen Schaden verursachen und Gefahren mit sich bringen. Das Land Baden Württemberg bietet Hochwassergefahrenkarten zur Einsicht als Planungsgrundlage auf den Seiten der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg.
