黑河水系位于河西走廊中部，是河西內(nèi)陸河流域最大的水系,，東起山丹馬營(yíng)河,，西至酒泉討賴(lài)河，流域面積162314平方千米,，50平方千米以上的河流有193條,。比較大的河流有山丹馬營(yíng)河、民樂(lè)洪水河,、大堵麻河,、黑河、梨園河,、擺浪河,、馬營(yíng)河、豐樂(lè)河,、酒泉洪水河,、討賴(lài)河。

黑河干流發(fā)源于祁連山腹地,，全長(zhǎng)883千米,，由東西兩岔匯合而成：東岔八寶河，發(fā)源于綿羊嶺,；西岔野牛溝河，發(fā)源于祁連山主峰東坡,。東西兩岔在祁連縣城兩側(cè)黃藏寺匯合折向北流,，穿90千米峽谷，在鶯落峽出山,，是為上游,，長(zhǎng)度313千米。

在中游走廊平原,，經(jīng)張掖,、臨澤、高臺(tái)三縣,，流程204千米,，經(jīng)正義峽-大墩門(mén)穿過(guò)北山，流出走廊,，進(jìn)入下游阿拉善平原,。

下游地域?qū)拸V，自南而北先后經(jīng)過(guò)甘肅省金塔縣鼎新灌區(qū),、東風(fēng)場(chǎng)區(qū),，在狼心山附近流入內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗草原灌區(qū),，分為19條支岔，成扇形流向尾閭東,、西居延海,，長(zhǎng)411千米。

在歷史上,，其東支流山丹河,、西支流梨園河、北大河曾分別于山丹橋,、野溝灣,、營(yíng)盤(pán)三處注入黑河。后來(lái)隨著水資源利用和環(huán)境演變,，許多支流水量減少甚至斷流?，F(xiàn)在，除梨園河外,，黑河干流已無(wú)支流匯入,。黑河水系河川徑流量38.3億立方米，其中干流37.5億立方米,。

黑河水系流經(jīng)青海省北部祁連山區(qū),、甘肅省河西走廊和內(nèi)蒙古自治區(qū)西部阿拉善臺(tái)地，流域范圍介于東經(jīng)98°-102°,、北緯37°50′-42°40′之間,，南隔祁連山脊與大通河流域分界，北接蒙古國(guó)邊境,，東以大黃山與石羊河流域相連,，西達(dá)黑山和疏勒河流域毗鄰，流域面積為14.29萬(wàn)平方千米,，其中青海省1.04萬(wàn)平方千米,，占7.28%，甘肅省6.18萬(wàn)平方千米,，占43.25%,，內(nèi)蒙古自治區(qū)7.07萬(wàn)平方千米，占49.47%,。

黑河水系由發(fā)源于祁連山的36條主要河流組成,，就近代地表水和地下水的水力聯(lián)系及其歸宿，分為東,、中,、西三個(gè)子水系。其中西部子水系為酒泉洪水河,、討賴(lài)河水系,，歸宿于金塔盆地,，曾經(jīng)有余水從鼎新?tīng)I(yíng)盤(pán)匯入黑河；中部子水系為馬營(yíng)河,、豐樂(lè)河諸小河水系,，歸宿于明花、高臺(tái)鹽池,；東部子水系包括黑河干流,、梨園河及東起山丹瓷窯口、西至高臺(tái)黑大阪河的20多條小河流,，出山后消失于各綠洲灌區(qū),。黑河干流經(jīng)鶯落峽出山，穿過(guò)河西走廊經(jīng)正義峽流入阿拉善臺(tái)地,，終止于居延海,。