雅鲁藏布江全长2900多千米，奔流于“世界屋脊”的青藏高原南部，流域面积93.5万平方千米，这是一条国际性水系。雅鲁藏布江在我国境内长2057千米，在我国名流大川中位居第五；流域面积24.048万平方千米，居全国第六；流出国境处的年径流量为1400亿立方米，次于长江、珠江，居全国第三。从海拔5300米以上的喜马拉雅山脉中段北坡冰雪山岭发源，自西向东奔流于号称“世界屋脊”的青藏高原南部，最后于巴昔卡附近流出国境。
雅鲁藏布江上源为杰马央宗曲，源出于喜马拉雅山中段北坡的一系列冰川，由西向东，穿行西藏日喀则、拉萨、山南、林芝四个地市23个县，先后接纳喀藏布、年楚河、拉萨河、尼洋河等主要支流后，切过喜马拉雅山脉东端的洛渝地区，向南流入印度的萨地亚，称布拉马普特拉河，流入孟加拉国后又改称贾木纳河。河水在孟加拉国戈阿隆多市附近与恒河汇合，最后注入印度洋的孟加拉湾。雅鲁藏布江河床高度大都在海拔3000米以上，是世界上最高的天河。
雅鲁藏布江的南面耸立着世界上最高、最年轻的喜马拉雅山，北面为冈底斯山和念青唐古拉山脉。南北之间为藏南谷地，藏语称之为“罗卡”，意为“南方”，谷地呈一东西走向的宽阔低缓地带，雅鲁藏布江就静静地流淌在这一谷地里。与谷地的地貌相一致，雅鲁藏布江流域东西狭长，南北窄短。东西最大长度约1500千米，而南北最大宽度只有290千米。
雅鲁藏布江的源头在哪里？从19世纪末开始，不少国内学者就曾前往河源区考察。由于当时条件的限制，结论很不一致。1975年，中国科学院组织了青藏高原综合科学考察队再次进入河源区，终于探明杰马央宗曲为雅鲁藏布江的正源。
源头海拔5590米，河源区由杰马央宗曲和库比藏布两河组成。在两河源头有杰马央宗冰川、夏布嘎冰川、昂若冰川、阿色甲果冰川等，构成了巨大的固体水库。由于冰川退缩成大面积冰碛物，谷地呈浅“U”形。经测量，无论是流域面积、河长还是流量，杰马央宗曲均应为主源。杰马央宗曲冰峰林立，拥抱着谷地。冰峰上面，冉冉升起的云雾，像透明的羽纱在半空中轻轻地飘动。
从主源杰马央宗曲至里孜为上游段，全长268千米，集水面积26570平方千米，河谷宽达1~10千米，常年有水流的河道宽仅30~40米，水深不足1米，河水清澈。在桑木张汇合南源库比藏布后称马泉，向东流到萨噶县的里孜。
整个上游段水道曲折分散，湖塘星罗棋布，水很浅，清澈见底。河谷两侧草类茂盛，每逢花开时节，显得分外艳丽悦目。这里人烟稀少，却是野生动物的世外桃源。性喜群居的野牦牛，往往结伴上百只在雪线附近觅食。善于奔跑的藏羚羊、岩羊等比比皆是。此外，藏野驴、藏豺、高原狐、雪豹、鼠兔和旱獭等一些珍贵动物在谷地悠然自得，和平共处。马泉河谷地还栖息着许多可供观赏的名贵鸟类。清澈的河水中，游弋着许多高原上特有的细鳞鱼。
里孜以下，经拉孜、日喀则、曲水、泽当到米林县的派乡为中游段，全长1340千米，支流众多，集水面积163951平方千米。中游河谷宽窄相间，一束一放，犹如串珠。在宽谷段，谷底宽达2~8千米，有河漫滩，也有高出水面10~20米的阶地。水流平缓，河道平均坡降1‰以下。在峡谷段，河谷呈“V”型，两岸山体陡峻，谷底宽50~100米，水流湍急。宽窄相间的河谷为水能资源开发创造了有利条件。
中游河段汇集了雅鲁藏布江的主要支流，水量充沛，江宽水深，为高原航运提供了有利条件。皮船和木船可以从西边的拉孜，通至东边的泽当，长约400千米，是世界上最高的通航河段。由支流冲积的拉萨、日喀则等河谷平原，海拔都在4100米以下，一般宽2~3千米或6~7千米，长可达数十千米。这里日照充足，灌溉条件好，无霜期120~150天，人烟稠密，是西藏最重要、最富庶的农业区，素有西藏“粮仓”之称。作物以青稞、马铃薯、小麦为主。
从米林县的派乡到巴昔卡附近是雅鲁藏布江的下游段，河长496千米，集水面积49959平方千米。滔滔江水从米林县里龙附近开始逐渐折向东北流，经派乡转为北东流向，至帕隆藏布汇入后，骤灰急转南流，进入连续的高山峡谷段，经巴昔卡流入印度。在大拐弯顶部两侧，有海拔7151米和7756米的加拉白垒峰和南迦巴瓦峰。从南迦巴瓦峰到雅鲁藏布江水面垂直高差达7100米，可称为世界上切割最深的峡谷，这便是著名的雅鲁藏布大峡谷。这里江面狭窄，河床滩礁棋布，江水流急浪高，响声隆隆，蔚为壮观。
