汉江流域，通常以丹江口以上江段为上游，丹江口至钟祥碾盘山之间江段为中游，碾盘山以下为下游。
上游全长956千米，集水面积95220平方千米，干流呈东西走向，穿行于秦岭、大巴山之间，沿途峡谷盆地交替，河床多为卵石、砾石与基岩组成，河道比降大。干流自郧西进人湖北省后，北为秦岭余脉，南为武当山脉，河段弯曲系数，平均比降为0.6‰，属山地婉蜒性河道，水流湍急，水力资源丰富，其蕴藏量约占干流水能理论筑藏量的6800，而且建坝条件好，是开发汉江水力资源的重要河段。
据历史文献记载和各方面调查，近600年来，安康古城数次被洪水淹没，其中最严重的一次洪灾，是明万历十一年（1583年）洪灾，这次洪水冲毁老城，溺死5000余人，阖门全溺者、无考者未计算在内，是陕西历史上有记载的死亡人数最多的一次洪灾，灾后被迫在城南赵台山下修建新城。清康熙三十二年（1693年）和四十五年（1706年），又迭遭洪水，被迫再次迁往新城，至嘉庆十三年（1808年）才迁回老城，重建城堤，防范洪水。民国10年（1921年）大水，“坐在城堤顶上可以洗脚”。
汉江自丹江口至碾盘山江段，全长223千米，区间集水面积45120平方千米，河道流经丘陵及开阔的河谷盆地，平均比降‰，河床宽浅，水流散乱，有大小江心洲20余个，属游荡型河道。
汉江接纳南河和唐白河后，水量、沙量大增，河床时冲时淤，并受两岸山势节点控制，宽窄不一，低水河槽宽约300－400米，洪水期达2－3千米，最宽可达5－6千米。
本段共有大小沙洲143处，沙滩38处，平均每1.7千米即有沙洲或沙滩一处，这些沙洲与沙滩经常在变化，例如三官殿附近饶家营以上至王家垸一带，1944年有沙洲6处，至1953年已冲走2处，但在该地又有新沙洲出现。
本段襄阳以上河床质为大石、粗、细砂组成，襄阳以下为沙质河床。
河谷沿河两岸除局部地点（如襄阳老龙堤）之外，几乎全部无堤，因此，常受洪水灾害，沿河自然堤逐渐加高，而平原部分离河愈远则地势愈低，至岗边为最低，造成河谷地貌的倒置，当地居民亦都了解此点，有“高莫高于河沿，低莫低于山边“之谚。
汉江流域多年平均降水量$60多毫米，具有自上游向下游逐步递增的趋势。其中上、中游地区年平均降水750－900毫米，在全省属少雨区，下游进人江汉平原，年平均降水量超过1100毫米。降水时间变化上，具有年内分配不均，年际变化大的特点。全年中7月雨量最多，并经常发生大面积暴雨，主要雨区位于堵河、南河、丹江和唐白河，雨量强度大，地区集中，是造成中下游地区洪水灾害的主要原因。
汉江干流水位与流量变化，基本上与降水变化相应，每年5－10月为汛期，12月至来年2月为枯水期，全年中最高水位与最大流量出现的时期，呈现自下游向上游逐步推迟的规律。如仙桃站最大月平均流量出现在7月份，而上游郧县站推迟到9月份。在汛期中6月份相对少雨，因而各测站水位、流量明显低于5月。
此外，由于受到降水变率大的影响，汉江流量过程极不稳定。如碾盘山站最大月平均流量是最小月平均流量的7.6倍。该站多年平均流量为1710立方米秒，实测最大流量29100立方米秒，是前者的17.7倍；实测最小流量仅172立方米秒，为实侧最大流量的1169。另据洪水调查资料，碾盘山1935年最大洪峰流量高达579400立方米秒，中游襄阳站为52400立方米秒，反映出汉江洪水威胁十分严重。
汉江自上游邻省进人湖北省境的客水总量，多年平均为332亿立方米。其中自陕西省人境为274亿立方米；.自河南省人境的为58亿立方米。全流域多年平均径流量为577亿立方米，径流深为350.3毫米，实侧最大年径流里为1135亿立方米（1964年），最小年径流量为250亿立方米（1966年），两者比值为4.5。3年一遇丰水年的年径流量为726亿立方米，四年一遇少水年的年径流量411亿立方米。
汉江干流年径流量沿程变化与一般河流不同，皇庄站以上，年径流量沿程增加，皇庄站以下下游江段，则沿程减少。其中如皇庄至新城江段，无论是丰水还是枯水年均明显降低，新城以下沿江段丰水年时沿程增大，枯水年时沿程降低。
汉江上、中游地区是全省水土流失最严重的地区之一。河流含沙量高，输沙模数大。丹江口水库建库前，汉江皇庄站平均含沙量达公斤立方米，是长江汉口站平均含沙量的4.3倍。年平均输沙量达12700万吨。自1968年丹江水库建成蓄水后，汉江中下游含沙量迅速减少，皇庄站20世纪60年代输沙量模数比50年代减少26.5%，20世纪70年代又比60年代降低72.5%，说明水库发挥了巨大的拦沙作用。
历史上，汉江流域（特别是汉中）曾是重要的军事重镇，这种重要的军事地理位置促进了汉江流域农业生产和水利事业的发展，其中重要的水利工程有褒河的山河堰、湑水河的高堰、杨镇堰、五门堰等。
樊城区全境位于襄阳市中部岗地平原，又叫鄂北岗地，俗称“三北”（襄州、枣阳、老河口三县市区北部）岗地，介于桐柏山与武当山、荆山山脉之间。