海河流域位于东经112°～120°，北纬35°～43°之间，东临渤海，南界黄河，西靠云中、太岳山，北依蒙古高原。地跨8省、自治区、直辖市，包括北京、天津两市全部，河北省绝大部分，山西省东部，河南、山东省北部，以及内蒙古自治区和辽宁省各一小部分，总面积31.8万k㎡，其中山地和高原面积18.9万k㎡，占60％；平原面积12.9万k㎡，占40％。1998年流域共有31个地级市，2个盟，256个县（区），其中含35个县级市。

海河流域包括海河、滦河、徒骇马颊河三大水系。由蓟运河、潮白河、北运河、永定河（以上河系为海河北系）、大清河、子牙河、漳卫南运河、黑龙港水系和海河干流（以上河系为海河南系）组成，各水系呈扇形分布。发源于燕山、太行山迎风坡的河流，源短流急，泥沙量较少。发源于黄土高原、蒙古高原河流源远流长，泥沙含量较多，两类河流相间分布。

滦河水系位于海河流域东北部，包括滦河干流及冀东沿海32条小河，全水系面积54530k㎡。滦河发源于河北省丰宁县西北巴彦图古尔山麓，经承德到潘家口穿长城入冀东平原，至乐亭县入渤海。滦河支流繁多，常年有水者达500余条，其中小滦河、兴洲河、伊逊河、蚁蚂吐河、武烈河、老牛河、柳河、瀑河、潵河、青龙河等十余条为主要河流。1979年在滦河干流修建了潘家口、大黑汀两座大型水库。其下游干支流建有引滦入津、引滦入唐、引青济秦等大型引水工程。冀东沿海以石河、洋河、陡河、沙河较大，建有石河、洋河、陡河等水库，这些河流具有山溪性河流与平原河流过渡的特点。

北三河水系由原蓟运河、潮白河、北运河三个单独入海的水系组成。建国以来大兴水利工程，三水系闸坝控制河道相通，水系间互相调节。故此，将原有三个水系划为一个整体称北三河水系，面积为36053k㎡。水系内建有于桥、邱庄、海子、密云、怀柔、云州等大型水库。

永定河上游有桑干河、洋河两大支流，分别发源于蒙古高原和山西高原，两河在河北省怀来县汇流后称永定河，1963年后辟永定新河直接入海。永定河由于水土流失严重，素有小黄河之称。大清河水系由南北两支组成，是一条典型的扇形河流。北支由白沟引河入白洋淀，南支的瀑河、漕河、府河、唐河、沙河、磁河等河流均注入白洋淀，由独流减河入渤海。子牙河水系主要由滹沱河、滏阳河两支流组成，于河北省献县由子牙新河流入渤海。漳卫南运河水系发源于山西太行山背风坡，主要由漳河、卫河两大支流组成，汇合后一支于山东省四女寺由扩挖的漳卫新河入海。黑龙港运东地区位于子牙河以南，卫运河及漳卫新河以北，主要河流有南北排河、宣惠河、沧浪渠等。海河干流位于天津市区，是泄洪、防潮、蓄水、排沥的多功能河道。

徒骇马颊河位于漳卫南运河以南，黄河以北，居海河流域的最南部，由徒骇河、马颊河、德惠新河及滨海小河等平原河道组成，流域面积3.2万k㎡。