高粱对土壤水分的适应性较强，播种时土壤含水量15％～20％即可。苗期需水量占全生育期总需水量的8％～15％，土壤含水量以田间最大持水量的50％～65％最为适宜。幼苗期适当控制土壤水分，有利于营养器官的合理建成。拔节孕穗期需水量占全生育期总需水量的33％～35％。抽穗开花期需水量占全生育期总需水量的22％～32％，此时缺水会导致不育花数增多，花粉和柱头生活力降低，受精不良。抽穗期水分过多会造成穗下部分枝和小穗退化。高粱对水分的敏感性依次为：拔节孕穗期>抽穗开花期>灌浆成熟期。灌浆期干旱会导致籽粒产量下降，后期土壤水分过多则会引起贪青晚熟，甚至遭受霜害。
高粱既抗旱又耐涝，水和利用率高。其根系发达，吸水力强，根压为1216~1520千帕，吸水能力为玉米的两倍，1~2米土层内水分利用率为75%。地上部蒸腾系数低，高粱系数为322，比玉米(368)、小麦(513)低。植株在缺水时可进入休眠状态，获得水分后可恢复生长。外部表皮有蜡质，叶片有较多气孔，可抵御干旱。水涝时，根、茎、叶的通气组织可起到抗涝作用。
