Veerenni kanal
Veerenni kanal
Ülemiste järv teenindas Tallinna reguleeritud veevarustust juba 15. sajandist alates niinimetatud Veerenni kanali kaudu. Intensiivne veevõtt järvest ja selle töötlemine joogiveeks algas veepuhastusjaama rajamisega 1927. aastal ja edaspidi on läbivool järvest pidevalt suurenenud. Tänapäeval kuulub Ülemiste järv Tallinna linna pinnaveesüsteemi joogiveehaardesse ja seda majandab AS Tallinna Vesi.
Suurim sissevool Ülemiste järve on Pirita-Ülemiste kanal ehk Vaskjala-Ülemiste kanal. Järve toob vett ka magistraalkraaviks muudetud Kurna oja ehk Mõigu oja. Vett lisavad mõningal määral ka põhjaallikad.
Looduslikuks väljavooluks oli varem Härjapea jõgi (nimetatud ka Härjapea ojaks), tänapäeval toimub väljavool Tallinna veevarustussüsteemi kaudu ja liigvee ülevool Kadrioru suunas, endise Peetri kanali kaudu. Järve veetase kõigub aasta jooksul 2-3 m ulatuses.