嘉陵江干流长约1100千米，全流域面积约16万平方千米，是长江流域面积最大的支流。

嘉陵江支流众多，水系整体上呈树枝状，涪江和渠江是两根最大的树枝。涪江又称遂河，发源于四川平武的雪宝顶，长约700千米。渠江也称潜水，发源于大巴山脉，至三汇镇以下始称渠江，长约720千米。

嘉陵江发源于秦岭西北麓（陕西宝鸡凤县西北大王山南侧东峪沟），称为东源，是嘉陵江正源。还有一个西源即西汉水，发源于秦岭西南麓（甘肃天水南平南川）。

嘉陵江穿行于秦岭、米仓山、摩天岭逶迤茫茫的山岭间，河谷深切，坡陡流急，一路携千百条涧溪，在广元昭化汇流白龙江，这一段是嘉陵江上游。

广元昭化的三国古城，位于白龙江、嘉陵江、清江三江交汇处，素有“巴蜀第一县，蜀国第二都”之称。早在春秋时期，古蜀国的附属国苴国定都这里，修筑了葭萌关。战国时秦国修金牛道下巴蜀，就是从葭萌关入川的，这里是兵家必争之地。

从广元昭化开始，嘉陵江可通航，是四川盆地重要的航道之一。

嘉陵江中游进入四川盆地，河曲发育，江面开阔，在川中丘陵穿行。