İstanbul Boğazı, Tuna, Dinyeper ve Don gibi üç büyük akarsu ve sayısız küçük suyla beslenen Karadeniz'in sularının tek çıkış yoludur ve Karadeniz’den Marmara Denizi'ne boğaz aracılığıyla akan su miktarı yıllık 660 milyar metreküptür.
İstanbul Boğazı, Karadeniz'den alçak, Marmara Denizi'nden yüksek bir konumda yer alır. Düzey farklılığı Boğaz'ın başlangıç noktası ile bitiş noktası arasında toplamda 40 cm'yi bulur. Bu nedenle Karadeniz'den Marmara Denizi'ne sürekli bir yüzey akıntısı vardır. Yüzey akıntıları, Boğaz'ın orta kesimlerinde en şiddetli duruma gelirler. Akıntı kuvveti özellikle Kandilli açıklarından başlayarak güneye doğru saatte 5 kilometreyi bulan bir hızla güçlü bir biçimde devam eder. Yüzey akıntıları en kuvvetli hâllerini Karadeniz üzerinden gelen kuzey rüzgârlarının estiği dönemlerde alır. Olağan koşullarda 3-4 knot olan akıntı hızı, rüzgârlar ile beslendiğinde 7 knota kadar çıkar ve akış hızı hemen hemen bir nehir hızına ulaşır.
Boğaz akıntıları zaman zaman gemiler için büyük tehlikeler yaratabilmektedir.
Marmara Denizi'nin suyunun Karadeniz'in suyundan neredeyse iki kat daha tuzlu olmasından dolayı bu iki denizin arasında büyük bir yoğunluk farkı bulunur. Daha tuzlu olan Marmara suyunun özgül ağırlığı Karadeniz ve Boğaz sularından daha fazladır. Bu nedenle bu iki su kütlesini bağlayan Boğaz'da dip akıntıları oluşur. Bu akıntı türü Boğaz'ın 15-20 metre derinliğinden başlayarak derinliğin el verdiği ölçüde 45 metreye dek inebilmektedir.
Boğaz'da kimi zaman da ana akıntının yolu üstünde bulunan koy ve burunların kıvrımlarına giren suyun, kıyıdaki kıvrımları izleyerek ters yönde akmasıyla da anaforlar oluşur. Bu anaforların ana yüzey akıntısına tekrar karıştığı noktalarda girdaplar oluşur. Bu eğrimler denizciler arasında "ayna" olarak da adlandırılır. Oluşan anaforların büyüklüğü ve şiddeti, ana akıntının günlük şiddetine doğru orantılı olarak artar. Boğaz'ın ters akıntılarının yönü, büyüklüğü ve şiddeti hava koşullarıyla, özellikle de rüzgârlarla bağlantılıdır. Esen rüzgâr kıble ya da lodossa anafor akıntısının eni 1 gomina kadar daralır.
Güneyden esen rüzgârların çok kuvvetli olduğu zamanlarda, ana akıntı Boğaz'ın tamamını kaplayarak kuzeye yönelir. Üsküdar'ın kuzeyindeki koyda ters akıntı dar bir çizgide kuzeydoğu yönünde akar. Lodos esmesi hâlinde Boğaz'ın orta kesimlerine kadar ilerleyebilir. Beylerbeyi semtinin kuzeydoğusunda bulunan koyda, Vaniköy'deki koyda, Anadoluhisarı'nda ve İstinye ile Bebek koylarının dış bölümlerinde kısa ters akıntılar vardır.
Büyükdere Koyu'nda, 0.5 mil hızında bir ters akıntı kıyı şeridini izleyerek poyraz yönünde Mesar Burnu'na dek çıkar. Bu burunun kuzeydoğusunda ise başa bir ters akıntı girdap oluşturarak Tellitabya'ya ulaşır. Garipçe Burnu ile Rumeli Burnu arasında yer alan koylarda kuzey yönlü küçük çaplı ters akıntılar vardır.
Selvi Burnu'nun güneydoğusunda bulunan koyda ve İncirköy ile Beykoz limanlarının içinde bulunduğu Paşabahçe Koyu'nda, kıyıdan açıklara doğru, büyüklüğü 4 gominaya kadar çıkabilen büyük anafor akıntıları vardır. Boğazda ters akıntı bulunan diğer noktalar Fil Burnu'nun iki yakası, Keçilik Koyu, Poyraz Burnu, Umuryeri Koyu'nun güney kesimleridir.
İstanbul Boğazı'na özgü, güçlü akıntılardan biri de orkozdur. Orkozlar, başta lodos olmak üzere güneyden kuvvetli rüzgârların Marmara'nın sularını kuzeye yığmasından ötürü oluşur. Bu zamanlarda Boğaz'ın Marmara girişinde sular yarım metreye kadar yükselir. Bu olağandışı yükselme Boğaz'ın akıntı rejimini de değiştirir ve yüzeyde orkoz adı verilen ters akıntılar oluşur. Bu akıntının hızı zaman zaman 6-7 knota kadar çıkar ve Karadeniz'den Marmara'ya olan yüzey akıntısının hızına erişir. Orkozlar, yıl içinde birkaç kez görülür ve şehir hatları vapurlarının seferlerini iptal ettirecek kadar kuvvetli olabilirler.
İstanbul Boğazı'nda oluşan üst akıntılar orkoz ve kuvvetli rüzgârların neden olduğu ters akıntılar dışında genelde kuzeyden güneye doğrudur. Boğaz'ın keskin dönüşler gerektiren kıvrımlı yapısı da bu akıntılara eklenince gemiler için İstanbul Boğazı en zorlu rotalardan biri hâline gelir. Manevra yaparken Boğaz'ın karşı trafik şeridine savrulmak, arkadan gemiyi iten güçlü akıntı nedeniyle hızını alamayıp karaya oturmak Boğaz'daki en yaygın kazalardandır. İstanbul Boğazı'nda kazaya uğrayan gemilerin çoğunlukla Karadeniz yönünden gelenler olmasının nedeni işte bu akıntılardır. Akıntılara karşı zamanında ve yerinde müdahalede bulunulmaması durumunda yer yer kıyıda bile derinliği 10 metre olabilen İstanbul Boğazı'nda gemilerin evlerin içlerine kadar girerek karaya oturması olayları yaşanmaktadır.