El agua es un elemento fundamental del paisaje de la Sierra Norte de Madrid. Los ríos Lozoya y Jarama, así como otros cauces de menor importancia, son los ejes en torno a los cuales se han configurado algunas de sus comarcas y muchos de sus municipios. En algunos casos, incluso, el agua cobra tal importancia que se ha convertido en el protagonista absoluto de lugares como el Valle Bajo del Lozoya o los términos municipales de Puentes Viejas, Cervera de Buitrago, El Atazar, Pinilla del Valle o Lozoya, por nombrar sólo a varios de ellos.
Numerosas obras hidráulicas, llevadas a cabo principalmente durante el siglo XX (si bien es cierto que existen algunas realizadas con anterioridad), han ido transformado la fisonomía de la zona y son, en la actualidad, elementos tan representativos como muchos de los edificios históricos. De entre todas estas construcciones, los embalses y sus respectivas presas son, sin duda, los que más fama han ganado, no sólo por su porte monumental, sino también porque algunos son punto de encuentro de los aficionados a la práctica de distintas actividades.
El Embalse de El Villar fue uno de los primeros en construirse en la Comunidad de Madrid para abastecer de agua suficiente a la capital. Cuenta con una superficie de 136 hectáreas y una capacidad máxima de 22,4 hectómetros cúbicos. La presa, una de las más antiguas de la provincia y la primera del Canal de Isabel II, entró en servicio en el año 1879. Es obra de los ingenieros Morer y Boix y tiene una altura de más de 50 metros.
De la primera mitad del siglo XX es el Embalse de Puentes Viejas, situado en el kilómetro 10 de la carretera M-135. Se llama así debido a la existencia, antiguamente, de dos pontones para cruzarlo de una orilla a otra y da nombre al término municipal homónimo. Tiene 292 hectáreas y una capacidad de 53 hectómetros cúbicos y la presa que regula sus aguas (procedentes del río Lozoya) comenzó a usarse en el año 1939.
Tras la Guerra Civil se construyó el Embalse de Riosequillo, que empezó a funcionar en 1958. Por aquel entonces, el número de población en la capital aumentó considerablemente y era necesaria mucha más agua potable. La presa (de cemento, hormigón y remates de sillería) tiene más de un kilómetro de longitud y una altura de 56 metros. Puede almacenar hasta 50 hectómetros cúbicos de agua. Éste fue el embalse de cabecera del Lozoya hasta que terminaron las obras del de Pinilla.
En la década de 1960, tras la importante sequía que en el año 1964 obligó a restringir el agua en Madrid, se decidió construir el Embalse de Pinilla y se diseñó una presa junto a las localidades de Pinilla del Valle y Lozoya para que recogiese las aguas del Lozoya en la parte alta del valle, donde las lluvias son más abundantes y regulares. Así se consiguió retener la gran cantidad de agua del río que se perdía debido a la falta de embalses. El Embalse de Pinilla tiene más de 400 hectáreas de superficie, una capacidad de 38,1 hectómetros cúbicos y una cota máxima de casi 1.090 metros. La presa de gravedad es de hormigón, tiene una altura de 30 metros y una longitud de casi 300.
El más espectacular de los cinco embalses que regulan el cauce del Lozoya (que suman entre ellos casi las dos terceras partes de la capacidad total de acopio de agua en la región) es el Embalse de El Atazar gracias a sus 1.069 hectáreas de superficie y sus 425,3 hectómetros cúbicos de capacidad máxima. Es un enorme lago que anegó, entre otras cosas, el Molino del Riato y la carretera que se había construido tras la Guerra Civil y que unía El Atazar con Cervera de Buitrago. En la actualidad, la nueva carretera pasa por la coronación de la presa, la más importante del sistema de abastecimiento de la Comunidad de Madrid y la de mayor capacidad (con un 45% del total del agua embalsada). La presa de El Atazar cuenta con una bóveda de doble curvatura realizada en hormigón armado que tiene 115 metros de altura, 134 sobre cimientos y una longitud de coronación de 484 metros.
Este embalse, situado en el tramo inferior del río Lozoya, casi cuando éste confluye con el Jarama, fue inaugurado en 1972 y cuenta con áreas recreativas donde practicar vela, windsurf, piragüismo o canoa. La más popular es el Área Recreativa de La Marina, en Cervera de Buitrago. Allí, empresas de actividades ofrecen sus servicios e imparten desde cursos de iniciación a estos deportes hasta los que enseñan las técnicas más avanzadas. También alquilan todo el material necesario.