湘江发源自广西壮族自治区临桂县海洋圩的海洋河,从湖南永州市东安县的瀑埠头向北流入湖南省境内,永州境内先后纳入紫水、石期河、潇水、应水、祁水、白水等支流,在衡阳市汇蒸水和耒水,衡山县纳洣水,渌口汇入渌水,湘潭市汇入涟水,长沙市区汇入浏阳河和捞刀河,于望城区的新康纳沩水,至湘阴县的濠河口分左右两支汇入洞庭湖。
湘江水系地处长江之南、南岭以北,东以罗霄山脉与赣江水系分界,西隔衡山山脉与资水毗邻。支流潇水、舂陵水、耒水、洣水、渌水和浏阳河由东岸汇入干流,支流祁水、蒸水、涓水、涟水、沩水从西岸汇入。湘江流域大都为起伏不平的丘陵与河谷平原和盆地,下游地区长沙以下的冲积平原范围较大,与资江、沅江、澧水的河口平原连成一片。