中国黄河第二大支流，山西省境内第一大河。汾河发源于晋西北的管涔山，流经静乐、太原、临汾三盆地，至河津县汇入黄河（见图）。流域面积39 471 km²，全长695 km，全部位于山西省境内，占山西省总面积的25.3%。汾河流域东以五台山、太行山支脉太岳山与海河水系为邻，西以吕梁山与黄河北干流及入黄支流相隔，南以孤山、稷山与黄河支流涑水河为界。

汾河水系示意图

汾河上游为高山峡谷，属山区河段，中游为晋中盆地，下游为临汾盆地。汾河流域属大陆性半干旱季风气候，夏季多雨而炎热，冬季雨雪稀少、干旱而寒冷。年平均降水量534 mm，50%集中在七八月份。由于降水少，年际变化大，形成“十年九旱”的特征。又因地形复杂，山区常出现局部暴雨。流域内常形成旱中有涝、旱涝交错的局面。

汾河多年平均地表水资源量26.6亿m³，地下水资源量25.2亿m³，扣除重复计算量，水资源总量为34.7亿m³。汾河为多泥沙河流，河津站控制流域面积98.1%，实测年平均输沙量4 287万t，年平均含沙量27.4 kg/m³，最大为605 kg/m³。一般汛期输沙量占全年的80%以上。主要水土流失区在汾河水库上游，年平均输沙量2 368万t，平均侵蚀模数4 495 t/（km²·a）。

1998年流域总人口1 040万人，占全省的40%；耕地113.3万hm²，占全省的48%。汾河两岸土地肥沃，农产富饶，农田灌溉有悠久历史，且矿产资源丰富，经济发展水平较高，是山西省的精华地带。

汾河流域已建汾河水库、汾河二库、文峪河水库等3座大型水库和12座中型水库，总库容14亿m³，万亩以上自流灌区30处，万亩以上机电灌溉站28处，流域有效灌溉面积达到51万hm²。

汾河水体已遭受污染，太原市区和晋中盆地地下水严重超采，山丘区水土流失严重，已引起社会各界重视，正在进行治理。