Loimijoki
Loimijoen koko valuma-alueen pinta-ala on 3 138 km². Joki virtaa Tammelan, Forssan, Jokioisten, Ypäjän, Loimaan ja Huittisten alueilla ennen yhtymistään Kokemäenjokeen. Nykyisen Loimaan alueella joki kulkee entisistä kunnista myös Alastaron, Vampulan ja Loimaan kunnan alueilla. Loimijoen sivujokien varsille jäävät pääosin nykyiset Punkalaitumen ja Humppilan kunnat ja entisistä kunnista Koijärvi, Metsämaa ja Mellilä.
Koijärvi
Kunnan nimikkojärvi on pesimälinnustostaan tunnettu Koijärvi, joka laskee Koijokea pitkin Loimijokeen. Järvi sijaitsee kirkonkylästä noin 5 kilometriä pohjoiseen Urjalaan päin, lähellä Saviniemen kylää. Koijärven itäosassa lähellä Tammelan rajaa on 26 hehtaarin laajuinen Kiimalammi. Osittain entisen Koijärven kunnan alueelle ovat ulottuneet Forssan ja Urjalan rajalla sijaitseva Kokonjärvi (461 hehtaaria) sekä Forssan ja Tammelan rajalla sijaitsevat Lunkinjärvi (115 ha) ja Valijärvi (87 ha).