沅水流域覆盖湘西、黔东、渝东与鄂西部分地区，流域南北长而东西窄略呈自西南斜向东北的矩形。总流域面积 90000 平方公里，其中:湖南省占57.3%，贵州省占34.1%，重庆和湖北共占8.6%。流域属东亚季风区，为亚热带季风气候，流域内温湿多雨，四季分明，多年平均气温在14.3 ℃~17.2 ℃之间，有自西向东递增的趋势，极端最低气温在-6 ℃以下(一月份)，极端最高气温为42.5 ℃(八月份)。流域降雨受季风和地形影响，一般以南部和北部山区的降水量较多，中部偏西地区降水量较少，多年平均降水量为1090毫米-1506毫米。

沅水是长江第三大支流，也是洞庭湖水系湘、资、沅、澧四水中水量最大、水能资源蕴藏量最丰富的河流。沅水发源于贵州省都匀县的云雾山和麻江县的平越山。源头马尾河与重安江流至叉河口汇合后名清水江，至黔城汇渠水后始称沅水。途中有流域面积3000平方公里以上的七条支流汇入:左岸有支流舞水、辰水、武水和酉水，右岸有支流渠水、巫水和溆水，其中酉水是沅水最大的支流。沅水干流总长1028公里，总落差1033米;沅水最下游的凌津滩水电站坝址多年平均流量2090 立方米/秒，多年平均径流量659亿立方米;整个流域于湖南常德注入洞庭湖。

由沅水、资水、澧水形成的湘西水电基地是国家十二大水电基地之一。据1980年全国水力资源普查成果，沅水水系水能总蕴藏量794万千瓦，其中:湖南538万千瓦，占68%;贵州204万千瓦，重庆27万千瓦，湖北25万千瓦。可开发的水力资源总容量为594万千瓦，平均年发电量276.1亿千瓦时;其中湖南46O万千瓦，占全流域77%，年发电量 207亿 千瓦时;贵州110万千瓦，年发电量58亿千瓦时;可能开发的水力资源中，60%在沅水干流，40%在支流。沅水干、支流可能开发的水力资源又占洞庭湖水系的48%。

流域内水力、森林、矿产、野生生物、旅游资源丰富，所属四省市地区基本上都是我国中西部边远山区，下游常德地区工农业发展较快，怀化、凯里和都匀等有一定的工业基础，但经济总体水平较低，以农业为主。