瓜达尔基维尔河水网密布，支流众多，较大的支流有小瓜迪亚纳（Guadiana Menor）河、瓜达利马尔（Guadalimar）河、汉杜拉（Jandula）河、耶瓜斯（Yeguas）河、库斯纳（Cuzna）河、瓜尔迪亚托（Guardiato）河、瓜达霍斯（Guadajoz）河、本见萨尔（Bembezer）河、赫尼尔（Genil）河、科沃内斯（Corbones）河、比亚尔（Viar）河、卡拉（Cala）河以及韦尔瓦（Huelva）河等。其中小瓜迪亚纳河还有沙尔德斯（Fardes）河、奥尔塞（Orce）河等支流汇入；瓜达利马尔河还有支流瓜达尔梅纳（Guadalmena）河、瓜达伦（Guadalen）河等。

瓜达尔基维尔河虽然水量不大，各支流多流经山区，落差大，流域内蕴藏着丰富的水能资源。据不完全统计，西班牙政府在该河39条支流上建有68座水库，总库容50.0亿立方米，水电站80座，总装机58.1万kW。