除鸭绿江、图们江外，源出长白丘陵的辽河水系东侧诸支流，如东辽河、招苏台河、清河、浑河、太子河等，都具有沿海短小河流的特征。但辽河水系的主源西辽河源出大兴安岭的西南端，又流经干燥的半荒漠、黄土地区，故辽河水系及其干流实际上具有华北河流的一般特性。
东、西辽河在辽宁省昌图县福德店附近汇合后始称辽河。辽河干流河谷开阔，水势大增，河道迂回曲折，在向南流动中，接纳了来自东侧的招苏台河、清河；至铁岭附近受山体阻挡而折向西南，又接纳了来自西侧的秀水河、柳河等支流，这时辽河干流的水和沙均很丰富。继而南流，经新民到辽中县的六间房附近分为两股，一股向南称外辽河，在三岔河接纳了辽河最大的支流——浑河后又称大辽河，最后在营口市入海；另一股向西流，称双台子河，在盘山湾入海。辽河全长1430公里，流域面积达22.94万平方公里。
辽河流域东侧汇入的支流多水，西侧汇入的支流多沙。辽河下游地势低洼，坡降很小，上游西辽河及西侧支流挟带来的泥沙，在本段迅速淤积，河床不断抬高，排水不畅。而流域内的降水又多集中在夏季，因此每遇暴雨，干支流一齐发水，特别是浑河、太子河河水猛涨，大辽河、双台子河宣泄不畅，常常造成洪水灾害。据统计，近百年来发生洪水灾害约50余次，局部泛滥更是频繁，故人们称辽河下游为“十年九涝”的“南大荒”，遍布着沼泽和盐碱荒滩。
新中国成立后，为了根治辽河，通过流域调查，制定了整治规划，在干、支流的中上游以修建水库调洪、减缓水势为主，同时在流域西部造林固沙。例如在西辽河的上中游营造了大量的防护林带，在干支流修建大伙房等大、中、小型水库608座，总库容量134.2亿立方米。大伙房水库不仅是根治浑河的控制性工程，对消除辽河下游的水患，亦具有很大作用。沿河两岸修筑3300余公里的防洪河堤，开挖了纵横如网的排灌渠道，建成100余座电力排灌站。同时，为使河水畅排，还采取了改造河系的措施，即在六间房附近将外辽河堵截，使辽河水系与其最大的支流浑河水系分成两个独立入海的河系。上述一系列的工程措施，大大改变了辽河流域，特别是辽河下游平原的面貌。“南大荒”十年九涝的历史一去不复返了，昔日的沼泽、盐滩已变成肥沃的良田，辽河下游平原今天已成为辽宁省水稻集中产区和商品粮基地之一。