松花江水系发育，支流众多，流域面积大于1000k㎡的河流有86条、在松花江上游，面积大于1万平方千米的支流有3条；在嫩江，面积大于1万平方千米的支流有8条；在松花江干流，面积大于1万平方千米的支流有6条。
松花江流域一大特点是湖泊沼泡较多，大小湖泊共有600多个。这些湖泊大部分在松花江中游、嫩江下游，以及嫩江支流乌裕尔河、双阳河、洮儿河和霍林河下游的松嫩平原的低洼地带以及松花江下游地区，有的湖沼在江道上或江道旁侧，并与江道连通，如镜泊湖、月亮泡、向海泡和连环湖等，这些湖泊对调节和滞蓄洪水，可以起到一定的作用。
松花江正源，亦是松花江的南源，除540.8k㎡面积属辽宁省外，其余都在吉林省境内。松花江正源干支流流经吉林省的安图、敦化、吉林、长春、扶余等26个市、县，河流总长958km，流域面积7.34万k㎡。主要支流有头道江、辉发河、鳌龙河和饮马河等。整个流域地势东南高、西北低，江道由东南流向西北。流域年平均降水量比较充沛，水资源较丰富，特别是上游山区，山高河陡，水能资源很也丰富。松花江干流水能理论蕴藏量80.29万kW，河流落差1556m。
根据松花江地貌，大致分为4段，即河源段、上游江段、丘陵区江段和下游江段。