sông bắt nguồn từ vùng núi Pu Huổi Long (2.178 m) tỉnh Lai Châu, chảy theo hướng tây bắc - đông nam qua huyện Sông Mã tỉnh Sơn La thì chảy sang Lào ở Chiềng Khương, chảy đến gần Mường Lát tỉnh Thanh Hoá lại chảy vào đất Việt Nam. Dài 512 km, phần ở Việt Nam 410 km. Diện tích lưu vực 28.400 km², phần ở Việt Nam 17.600 km², cao trung bình 762 m, độ dốc trung bình 17,6%, mật độ sông suối toàn lưu vực 0,66 km/km², có nơi chỉ đạt 0,47 km/km² như ở lưu vực sông Cầu Chày. Những phụ lưu quan trọng: Sông Bưởi, Sông Chu, sông Cầu Chày đều nhập vào đoạn hạ lưu. Đổ ra vịnh Bắc Bộ qua 3 cửa chính: Cửa Lèn, Lạch Trường và Cửa Hới. Tổng lượng nước 16,6 km³, ứng với lưu lượng nước trung bình năm 52,6 m³/s,  môđun dòng chảy năm 22 l/s.km². Tại Cẩm Thủy, tổng lượng nước 8,82 km³, lưu lượng nước 254 m³/s và môđun dòng chảy năm 18 l/s.km². Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm khoảng 65 - 74% lượng nước cả năm. Tổng lượng cát bùn khá lớn, khoảng 3,027.10⁶ tấn, tương ứng với độ đục trung bình  296 g/m³ và hệ số xâm thực trên lưu vực 173 tấn/km²/năm. Thuyền, ca nô có thể đi lại trên hạ lưu đến Hồi Xuân, khoảng 153 km.

Sông Mã