发源于甘肃省定西市渭源县鸟鼠山，横跨甘肃东部和陕西中部，主要流经今甘肃天水、陕西省关中平原的宝鸡、咸阳、西安、渭南等地，至渭南市潼关县汇入黄河。干流全长818公里，流域总面积134766平方公里。

主要支流甘肃省境内有秦祁河、大咸河、散渡河、义陇河、榜沙河、散渡河、葫芦河、藉河、牛头河等。陕境有清姜河、清水河、伐鱼河、石头河、西汤峪、黑河、涝峪河、新河、沣河、皂河、灞河、零河、湭河、赤水河、遇仙河、罗纹河、罗敷河、通关河、小水河、金陵河、千河、漆水河、泾河、石川河、北洛河等。