源自中國境內瀾滄江，流入中南半島稱湄公河。經緬甸、老撾、泰國、柬埔寨和越南，注入南海，流向大致為西北—東南向。總長4880千米，居世界第6位，流域總面積81萬平方千米。中國境內的瀾滄江，長2198千米，流域面積16.5萬平方千米。全河流總落差5060米，平均比降1.04%。入海口平均流量1.2萬米3/秒，年徑流量4750億立方米，居東南亞各河首位，世界第8位。

上游段，從中、緬、老邊界到萬象，流經撣邦高原及其邊緣的破碎高地，大部分海拔200～1500米，地形起伏較大，沿途受山脈阻擋，河道幾經彎曲，河谷寬窄反復交替，河床坡降較陡，多淺灘和急流。左岸較大支流有南塔河、南烏江與南康河。 中游段，自萬象至巴色，嵌切在呵叻盆地與富良山脈（長山山脈）的山腳丘陵之間。流經大部分地面海拔100～200米，起伏不大。萬象與沙灣拿吉之間，河谷寬廣，坡降和緩，水流平靜。沙灣拿吉以下，低丘束縛河道，多巖礁和淺灘，河床坡降較陡，有全河最大的錦馬叻長灘，有急流15處，總長近100千米。左岸支流在老撾境內有南俄河、南屯河、色邦非河、色邦亨河。右岸支流有發源于泰國呵叻盆地的蒙河，為湄公河最大支流，河流流向為先向東北，再向東，河流全長550千米，流域面積15.4萬平方千米，多年平均流量720米3/秒。

下游段，自巴色至金邊，流經平坦而略為起伏的準平原，海拔不到100米，河身寬闊，多網狀岔流。但部分河段被砂巖小丘緊束，或有玄武巖脈橫亙，構成許多險灘急流，其中老撾南端邊境的康瀑布，寬達10千米，高20多米，是全河最大的險水。桔井以下，河道展寬加深，有無數沙洲、蛇形河曲與成串小湖沼。磅湛以下為古三角洲，海拔不到10米。較大支流左岸有桑河，右岸有洞里薩河可通洞里薩湖。 三角洲河段，金邊以下至河口。湄公河在金邊城東接納洞里薩河后，再分成前江與后江。前后江進入越南，陸續分成6支，最后由9個河口入海，故三角洲上的湄公河越南稱為九龍江。三角洲面積4.4萬平方千米，地勢坦蕩，海拔平均不到2米，大潮時海水可以上溯100千米，水網稠密，天然溪流與人工渠道縱橫交錯。

河水主要來自降雨和融雪，其中一半以上的徑流量為中南半島流域的降水，1/6左右的徑流量由瀾滄江的雪山融水提供。5月份雨季開始，水位上升，9、10月為汛位高峰，最大洪峰流量曾達75700米3/秒；1～2月枯水期，最小徑流量1250米3/秒。桔井以上河道深切，河岸高出水面2～30米，洪水期少泛濫。泛濫地區主要在三角洲，從磅湛到芹苴，包括洞里薩湖周圍，洪泛面積約400萬公頃，受洞里薩湖調節，減輕了泛濫程度。湄公河汛水經洞里薩河倒灌入湖，7～9月平均每天入湖3億多立方米，增加湖水量約14倍，湖面擴大3倍，達到100萬公頃，自古以來稱為淡水洋。金邊以下，湄公河汛水溢出兩岸，分別漫入同塔梅平原和泰國灣。

航運欠發達。河床坡降較陡，中下游多急流與瀑布，上下游航運不能直通，在孔瀑布附近實行水陸聯運。中游通小輪，金邊以下前江終年可通海輪。水利資源豐富，干支流的峽谷地形有利于攔河筑壩，水能蘊藏量干流達1000多萬千瓦。20世紀50年代起，在聯合國主持下從事湄公河流域開發計劃的調整與工程建設，在泰國與老撾境內已建成水庫、水電站與輸電線路，增加了灌溉面積，但因戰爭及其他因素影響，工作進展緩慢。90年代開始對瀾滄江-湄公河流域進行開發，項目包括航運、發電、灌溉、礦產、旅游、林業、漁業、農業、加工業等。2001年實現從思茅（今普洱）到萬象的1368千米的全程日夜通航。瀾滄江-湄公河流域氣候類型與生物種群復雜多樣，礦種齊全而豐富。2015年正式建立瀾滄江-湄公河合作機制，2017年成立瀾滄江-湄公河環境合作中心。