渭河是黃河的最大支流，位於黃河腹地，流域面積達13.48萬平方公里。渭河的支流眾多，其中北岸的支流數量雖然不如南岸多，但較大的支流主要集中在北岸。渭河的集水面積超過1000平方公里的支流有14條，具體如下：
北岸支流：
鹹河
榜沙河
散渡河
葫蘆河
牛頭河
千河
漆水河
石川河
涇河
北洛河
南岸支流：
榜沙河
石頭河
黑河
灃河
灞河
其中，涇河是渭河最大的支流，河長455.1km，流域面積4.54萬km²，占渭河流域面積的33.7%。涇河的支流包括洪河、蒲河、馬蓮河、三水河等。馬蓮河是涇河最大的支流，流域面積1.91萬km²，河長374.8km。北洛河是渭河的第二大支流，河長680km，流域面積2.69萬km²，占渭河流域面積的20%。葫蘆河為北洛河的最大支流，流域面積0.54萬km²，河長235.3km。
渭河流域的地形特點西高東低，南部為秦嶺山脈，北部為黃土高原。渭河流域屬於乾旱半乾旱地區，年平均氣溫6～14℃，年平均降水量450～700毫米，年蒸發量1 000～2 000毫米，無霜期120～220天。