Saimaa on Vuoksen (04) vesistön pääjärvi. Euroopan neljänneksi suurimman makeanveden altaan eteläinen vesistöalue sijoittuu Ison- ja Pienen Salpausselän väliin. Etelä-Saimaan vesialueen pinta-ala on 621 km2, vesitilavuus 5,2 km3 ja keskisyvyys 8,4 m. Päävirtaus Etelä-Saimaalle tulee 2,5 km leveän Rastinvirran kautta ja Rastinvirran aukon läpi virtaa käytännössä sama vesimäärä, joka purkautuu Saimaalta Vuoksen kautta. Etelä-Saimaa saa jonkin verran täydennysvettä myös omalta valuma-alueeltaan, lännestä Pien-Saimaalta ja idästä Haapaveden vesialueilta, mutta päävirtaukseen verrattuna tämä vesimäärä on vähäinen. Etelä-Saimaan alueella veden pääsääntöinen virtaus kulkee länsi-itä sekä luode-kaakko – suuntaisesti kohti Vuoksea. Vuoksen keskivirtaama oli vuosina 1961 – 1990 noin 596 m3. Virtaaman ja vesitilavuuden mukaan arvioituna Etelä-Saimaan vesi vaihtuu noin 200 vrk välein.
Etelä-Saimaan tarkkailualueen vedenlaatuun vaikuttavat lähinnä pistekuormittajat Lappeenrannan ja Imatran alueilla. Pistekuormitusta vesistöön aiheuttavat UPM-Kymmene Oyj Kaukaan tehtaat sekä Biojalostamo, Metsä Fibre Oy:n Joutsenon tehdasintegraatti, Imatran kaupungin keskuspuhdistamo, Joutsenon Oravaharjun puhdistamo, Ovakon Imatran terästehdas ja Stora Enson Oyj Imatran tehtaiden puhdistamo. Hajakuormituksen merkitys on alueella vähäinen. Suurimmat muutokset Etelä-Saimaan veden laadussa tapahtuivat silloin, kun tehdasintegraattien biologiset puhdistamot otettiin käyttöön. Esimerkiksi Kaukaan edustalla veden laatu parantui huomattavasti vuoden 1992 jälkeen. Tämän jälkeen tapahtuneet muutokset ovat olleet selvästi pienempiä.
Virtausta on Etelä-Saimaan länsiosassa (itäisellä Pien-Saimaalla) tehostettu UPM Kymmene Oyj:n Vehkataipaleen pumppuasemalla vuodesta 1936. Pumppaamo kierrättää Suur-Saimaan vettä Pien-Saimaan puolelle. Pumppuaseman teho on n. 36 m3/s ja se nostaa Pien-Saimaan luonnollisen virtaaman kymmenkertaiseksi ja samalla laimentaa jätevedet Lauritsalan edustalla ja Haukiselällä puhtaaseen veteen sekä estää jätevesien pääsyn läntiselle Pien-Saimaalle.
Avovesikaudella tuuliolosuhteet voivat ajoittain aiheuttaa jätevesien kulkeutumista pintavesikerroksissa pääsääntöisten virtausolosuhteiden vastaisesti itä-länsi suuntaan. Talviaikana jätevettä kulkeutuu myös alusvedessä Kattelussaaren itäpuolelta kohti pohjoista Kyläniemen eteläpuolisten selkävesien suuntaan aina Ilkonselälle saakka sekä Kaukaan tehtailta Mikonsaaren suuntaan. Tämä talviaikainen kulkeutuminen johtuu veden lämpötilan tiheyseroista, jolloin pintavettä lämpimämpi ja raskaampi jätevesi valuu pohjaa pitkin matalammilta alueilta kohti syvempiä alueita.
Joutsenon edustalle virtaa vettä pääasiassa pohjoisemmalta Saimaalta sekä vähäisemmässä määrin lännestä Pien-Saimaan suunnalta. Lännestä tulevan veden laatua heikentää UMP Kymmene Oyj Kaukaan tehtaiden puhdistetut jätevedet. Joutsenon edustalla laimennosolosuhteet ovat kuitenkin hyvät ja tästä johtuen pistekuormittajien vaikutus veden laatuun ei ole kovin voimakas. Etelä-Saimaan vedet laskevat Imatralta alkunsa saavaa Vuoksea myöten Laatokkaan. Vuoksen niska-alueen veden laatuun vaikuttaa voimakkaimmin Stora Enso Oyj:n Imatran tehdasalueen jätevedet.
