Gminę Barcin przecina rzeka Noteć. Powstała z połączenia dwóch cieków Noteci Wschodniej wypływającej z jeziora Przedeckiego i Noteci Zachodniej. Rzeka kończy swój bieg w miejscowości Santok jako największy dopływ Warty i połączona jest systemem kanałów umożliwiających dotarcie do Brdy i Wisły. Długość Noteci wynosi 388,5 km, a powierzchnia dorzecza 17 tys. km. W Kronice Miasta Barcina napisano: „Rzeka płynie w dużej części dawną doliną Prawisły. W czasach wczesnohistorycznych tworzyła rozlewisko i bagna nie do przebycia, oddzielając Pomorze od reszty kraju. W rejonie ujścia uregulowano ją w II połowie XVIII wieku stwarzając wielki trakt wodny Wisły, Kanału Bydgoskiego, Noteci i Odry. Posiadając połączenie z jeziorem Gopłem i rzeką Wartą, stanowi Noteć ważny fragment wodnego szlaku transportowego. Na 96 kilometrze przepływa przez miasto i dzieli Barcin na dwie części. Umocnione brzegi połączone są trzema mostami. Rzeka płynie tutaj równoleżnikowo, po terenie bagnistym, obfitującym w starorzecza, łąki i torfowiska.” Charakteryzuje ją III klasa czystości, a roślinnością dominującą są naturalne zarośla trzciny rosnące na glebie torfowej.
Na terenie gminy Barcin są dwa jeziora Wolickie i Sadłogowskie zlokalizowane w ciągu rzeki Noteć i fragment jeziora Kierzkowskiego. Jezioro Wolickie charakteryzuje owalny kształt, powierzchnia 243,5 ha przy maksymalnej głębokości 15,4 m. Najgłębszy obszar zajmuje niecałe 10% powierzchni dna, a jego największa część nie przekracza 5 m głębokości. Znajdujemy tutaj wszystkie gatunki ryb słodkowodnych, od ryb białych po drapieżne. Jezioro Kierzkowskie zajmuje powierzchnię 77,3 ha i osiąga głębokość 23 m, a Sadłogoszcz odpowiednio 72,8 ha i 6 m. Kąpieliska usytuowane są w Pturku i Wolicach. Pałuckie wody dzierżawi Gospodarstwo Rybackie Łysinin sp z o.o.
Użytki leśne obejmują lasy sosnowe z domieszką brzozy, modrzewia, jodły i świerku. Znajdują się na terenie administrowanym przez Nadleśnictwo Gołąbki. Ze zwierząt łownych najliczniej występują: jelenie, daniele, dziki, zające, bażanty, lisy, dzikie kaczki. Gatunki chronione roślinności występującej na terenie gminy to grążel żółty, grzybienie białe, konwalia majowa, paprotka zwyczajna, porzeczka czarna, kacanka piaskowa. Gatunki zwierząt: lis, sarna, zając, jeże, krety, bażant, wydra, kuna, nietoperz, mysz polna oraz ptaki: wróbel, sikora, jastrząb, mewa śmieszka, wrona, bocian, jaskółka, szpak. W Młodocinie w parku przylegającym do dworu znajdują się pomniki przyrody: dwie lipy drobnolistne (obwód w pierśnicy 310 i 550 cm) i dąb szypułkowy (330 cm).