沂河原名“沂水”，是山东境内最大的山洪河道。流域地理坐标东经117°25’至118°42’，北纬34°23’至36°20’，沂源、沂水、沂南、临沂、蒙阴、平邑、费县、郯城等县全部或大部皆属沂河流域，在郯城县吴道口村南出境入江苏省。 流域最上游以鲁山背斜与潍、弥河分水，东以沂山背斜余脉与沭河分水，地形西北高，向东南部倾斜，自河源至东汶河口，大部为山区，山峦迭嶂，海拔高程300～800米，斜午、青驼、茶山西北多为低山丘陵及高地，地面高程在200～400米之间，蒙山前半程以南地势变缓向平原过渡，在临沂城北与其支流祊河汇流后进入中游临郯苍平原。平原坡缓1/3000～1/2000。 沂河流域在地貌上属构造剥蚀堆积平原区。大地构造属鲁西断块隆起的一部分。以沂、沭断裂带之间地叠为分界线(包括沂水至汤头断裂、鄌郚至葛沟断裂)，界线以西，包括沂源、沂水西部，沂南大部，蒙阴、平邑、费县、临沂西部，苍山东部及郯城西部，为沂河流域。地面隆起以断块为主，断块呈西北向，以条带状产出，蒙阴、平邑相对下陷，形成断陷盆地。在断陷盆地内有中生代火山岩喷发和陆相碎屑岩沉积。新生代第三系断裂活动尤为剧烈，形成了沂山、蒙山等山脉，奠定了沂蒙山区的现今山岳地貌。

该流域岩性比较复杂，出露有新生代第三纪紫红色砂岩，砂砾岩，中生代白垩纪火山岩系和河湖相的砂页岩及侏罗纪砂页岩，古生代石炭，二迭纪煤系地层，奥陶纪、寒武纪之灰岩，太古代杂岩及各时期火成岩，灰岩分布面积最大，富含岩溶水。

沭河流域地处北纬34°17’至36°10’30”，东经118°32’至119°12’。北部以沂山背斜与潍、弥河流域分水，东部以莒县破碎低山丘陵及马陵山背斜与滨海水系为界，西为沂河流域，南与江苏为邻。 流域形状南北狭长，东西较窄。地形北高南低，河两侧多为平原谷地。自河源至袁公河口大部为山区，海拔高程为200～500米。纵坡l/200至1/900。自袁公河口至大官庄，左岸为低山丘陵，右岸在西野埠以上，多为丘陵及高地。地面高程在70～150米之间，西野埠以下多系平原，纵坡约1/2000。大官庄以东新沭河两岸多属丘陵、高地和河谷平原。地面高程为21米至30米，丘陵地面高程一般在60米左右，老沭河在窑上以上为马陵山狭谷，以下为冲积平原，地面高程降至50米以下，纵坡1/3000左右。

沭河流域在地貌上属构造剥蚀丘陵及构造剥蚀堆积平原区。大地构造属鲁东地质之胶南隆起。以沂、沭断裂带之间地垒为分界线(包括安邱一莒县断裂，昌邑一大店断裂)，分界线以东的莒县、莒南，临沭，郯城东部及沂水县东北部分地区。出露地层除老的结晶片麻岩分布外，尚有远古代的花岗岩、正长岩等大片侵入岩。另外在临沭、莒南、莒县分布有白垩纪青山组、王氏组的红色砂岩及火山喷发岩。基岩裂隙水分布广泛，岩石风化比轻严重，风化厚度在5～10米，最深至20米。

沂沭河流域属于暖温带半湿润季风气候区，气温适宜，光照充足，四季分明。春季温和，多风少雨，夏季炎热，雨量集中;秋季睛朗，降雨偏少;冬季干旱，雨量稀少。

气温：年平均气温11.8oC～13.3oC;极端高温40.5oC。

霜冻、霜期：无霜期180～195天，最长230天，最短155天，初霜一般在10月中下旬，终霜期终止于4月上旬，冻土层深一般年份0.3米，最大值0.42米。

蒸发量：多年平均水面蒸发量为1000～1150毫米。

日照：流域年内平均日照数一般在2400～2600小时之间

风：本流域处于季风气候范围，年平均风速一般在2.4～3.3米每秒。

年降水：沂沭河流域多年平均降雨850毫米左右，时空分布不均，多集中在7-8月份，占全年总量的70～80%。

暴雨特性：该流域暴雨成因主要是黄淮气旋、台风及南北切变。由于沂沭河上游比降大，源短流急，暴雨洪水具有来势猛，陡涨陡降的特点。

径流：平均年径流系数0.378，多年平均地表径流量72.87亿立方米，相应径流深320毫米，径流模数为32万立方米每平方公里。

泥沙与淤积：沂沭河上游沂蒙山区植被覆盖差，水士流失严重，据统计：沂河临沂站多年含沙量1.15KG/M3，多年平均输沙量127KG/S，多年平均输沙量400万吨。沭河莒县站多年平均含沙量1.21KG/M3，多年平均输沙量17.4KG/S，多年平均输沙量为55万吨。

洪水：沂沭河洪水一般发生在7～8月份。沂沭河上中游为山丘区，洪水陡涨陡落，暴雨过后几小时，主要控制站区可出现洪峰。

历史洪水以1730年8月（清雍正八年六月）洪水为最大，当时暴雨强度大，时间长，范围广，暴雨前阴雨数十日，后期又发生5-7天的大暴雨，遍及沂沭泗水系。经推算沂河临沂站洪峰流量30000～33000立方米每秒，重现期为248~500年一遇;沭河大官庄洪峰流量14000～17900立方米每秒，重现期为248～500年一遇，均为历史最大。

沂河临沂站洪水居第二、三位的分别为1912年和18900立方米每秒和1914年的17800立方米每秒，沭河大官庄站分别为1974年11100立方米每秒（还原后）和1881年的6850～8000立方米每秒。

新中国成立后，流域性大洪水年份有1957年、1960年、1962年、1963年、1974年，其中1957年为沂河最大，1974年为沭河最大。