Sông Thu Bồn, với diện tích lưu vực rộng 10.350 km², là một trong những sông nội địa có lưu vực lớn nhất Việt Nam.

+ Toàn bộ hệ thống sông có hơn 80 phụ lưu chảy theo các hướng khác nhau, nhưng đoạn dòng chảy chính ở hạ lưu khi đổ ra biển có hướng tây - đông.

+ Mùa lũ thường kéo dài khoảng 3 tháng vào thu - đông nhưng tập trung khoảng 65% tổng lượng nước cả năm.

+ Do độ dốc địa hình lớn, hình dạng sông và chế độ mưa phân mùa mạnh mẽ nên sông thường xảy ra lũ lớn, lũ lên nhanh và rút nhanh.