大渡河发源于青海省玉树藏族自治州境内阿尼玛卿山脉的果洛山南麓，上源足木足河（其上源为麻尔柯河、阿柯河，在久治县）经阿坝县于马尔康县境接纳梭磨河、绰斯甲河（杜柯河、多柯河）后称大金川，向南流经金川县、丹巴县，于丹巴县城东接纳小金川后始称大渡河，再经泸定县、石棉县转向东流，经汉源县、峨边县，于乐山市城南注入岷江，全长1062公里（一说1050公里），流域面积7.77万平方公里，大渡河支流较多，流域面积在1000平方公里以上的28条，10000平方公里的2条，河网密度0.39。

大渡河流域为中国地质灾害高易发区，发现地质灾害隐患点2212处，以滑坡和泥石流为主。大渡河水力理论蕴藏量丰富，可开发装机2336.8万千瓦。1935年5月，中国工农红军长征途中，曾经强渡石棉县安顺场渡口和夺取泸定县城西横跨大渡河的泸定桥。流域内旅游资源丰富，著名的峨眉山、贡嘎山、海螺沟、金口大峡谷都有独特的旅游景观。

大渡河经铜街子大坝北行，至福禄镇，此处有水文站控制流域面积76452平方公里，多年平均流量1490立方米/秒（48年），水位变幅7.8m。河道向北转西，经葫芦镇后，左纳轸溪；再北行经沙湾镇，转向东北，出山区而进入丘陵区，河道显著增宽，河谷最宽处达3公里，多投道沙洲。

在潭坝乡右分沫江堰（引水流量10～12立方米/秒，总干渠长19公里，灌溉农田6.5万亩）。于嘉农乡左分红猫堰（引水流量3.3～4.5立方米/秒，干渠长14公里，灌溉农田1.7万亩）。于安谷乡右分泊滩堰（引水于渠27公里，灌溉农田3.3万亩）。又于水口镇左纳临江河、峨眉河；于草鞋渡左纳青衣江，东行至萧公嘴与松潘流来的岷江相汇。下游段即止于此。

流域上游上段为冬冷夏凉，全年少雨的高原山地气候，年降水量500－750毫米，以降雪为主，积雪期可达5个月。其余地区属季风气候，一般具冬暖、夏热、湿润多雨的特征，年降水量1000毫米，泸定、石棉右岸地区1200-1500毫米，下游部分地区可到1400-1900毫米。暴雨多集中于中、下游地区的5-9月，7、8两月尤为突出。

大渡河是岷江泥沙的来源地，福禄镇多年平均含沙量0.475公斤/立方米，年输沙量2247万吨，为岷江福禄镇大渡河口以上年输沙量44%。

巨大的落差、丰沛的水量、狭窄的河谷，形成大渡河富饶的可开发的水力资源。全流域水力资源理论蕴藏量达3132万千瓦，其中四川境内有3012万干瓦，是四川各江河水力资源总量的20.6%。

最令人注目的是干流双江口至铜衔子这593公里长的河段，天然落差达1827米，水能蕴藏量1748万干瓦，占了主流域的一半多，平均每公里河长就有水力资源3万千瓦。在大渡河水力资源蕴藏量中，四川省境内可供开发利用的有2337万千瓦，其中干流有2040万千瓦，与全国各大江河相比，位居第四。