湄公河流域面积大於810,600平方公里(313,000平方哩)，从西藏高原一直延伸到南海。在亚洲江河中，仅长江与恒河的最低流量大於湄公河。由於湄公河在其流程的头1,955公里(1,215哩)中河床狭窄，而在其流出云南高原那一河段的上下游占主导地位的自然状况又形成对比，因而据以将其分为两个主要部分。
湄公河上游为一狭长谷地，约占流域总面积的1/4,切穿中国的山脉和高原。湄公河下游在其开始形成缅甸、寮国边界的那一点以下，长2,390公里(1,485哩)，有泰国的呵叻高原(Khorat Plateau)、在寮国和越南的安南山脉的西坡以及柬埔寨的多数地区为其流域，然後经在越南的三角洲汊河到达海中。
湄公河在其上游系萨尔温江与长江之间的高原上发源的一丛大河之一；河床深切入其流经的崎岖地区。在缅甸与寮国之间，约20,720平方公里(8,000平方哩)缅甸领土为湄公河流域，全系坎坷不平的地区。湄公河较为平缓的下游河段，构成寮国与泰国之间的一段相当长的边界，成为柬埔寨、寮国、泰国与越南四国之间摩擦与合作的一个主因。
2．1 地貌
湄公河地形可分为5个区：北部高原、安南山脉(长山山脉)、南部高地、呵叻高原和湄公河平原。北部高原包括老挝北部，泰国的黎府和清莱省山区，到处是崇山峻岭，高程达1500～2800m，只有少量的高地平原和河谷冲积台地。安南山脉从西北向东南延伸800余km，北部和中部的山坡较陡，南部为丘陵地区。南坡和西坡受西南季风的影响，雨量较大，而中部河谷较干旱。南部高地包括柬埔寨的豆寇山脉，东面为绵延山地，西南为丘陵地。呵叻高原包括泰国东北部和老挝的一部分，为长宽各约500km的蝶状山间盆地，支流蒙河和锡河流经这里。湄公河平原为大片低地，包括三角洲地区。
在当地被称为昂曲和札曲的上源，发源於青海省南界唐古喇山中海拔4,900公尺(16,000呎)馀的高地。它们向东南流经西藏昌都地区。被称为澜沧江的主河朝南面下泻，穿越被侵蚀切割成丘陵和谷地的云南高原，到达景洪南面一点，成为中缅界河。河水接著朝西南方向奔流；长201公里(125哩)馀的河段形成缅甸、寮国之间的边界。
缅甸以下流域可分为6个主要部分——北部高地、呵叻高原、东部高地、南部低地、南部高地与三角洲。下游流域植被的多数属热带阔叶树种，不过随著纬度与地形的不同，也出现不同的个别树种。
北部高地有高褶皱山岭，高约海拔2,743公尺(9,000呎)，许多山岭山坡陡峭。永珍下游东-西向河道的南面为呵叻高原，几乎囊括了湄公河流域在泰国的所有部分，以及在寮国的湄公河支流的下游。这是一片起伏和缓的丘陵，与平坦的冲积平原纵横交错。东部高地是安南山脉的组成部分，山中河流从西面注入湄公河。在越南的奇山(Ky Son,孟仙〔Muong Sen〕)与柬埔寨的桔井(Kracheh)之间的大部地段，分水岭构成东面的越南与西面的寮国和柬埔寨之间的边界。
南部低地与寮国巴塞(Pakxe)下游湄公河两边均毗连。湄公河在孔南瀑布(Khone Falls)猝然一跌流入柬埔寨。在孔南瀑布与桔井之间，激流险滩与冲积平原交错。在磅湛(Kampong Cham)以下，河床坡度变缓，河水流经其氾滥平原上的广阔冲积带。在金边附近，湄公河与洞里萨河(Tonle Sap)汇合，并通过後者与洞里萨湖连接起来。洞里萨河的流向因季节而异。在汛期高峰，当湄公河水位高时，水经洞里萨河流入湖中，湖面在此时从2,590平方公里(1,000平方哩)馀增加到约10,360平方公里(4,000平方哩)的最大面积。在旱季，当洪水退去时，洞里萨河逆向朝东南泻入湄公河中。洞里萨湖是一个高产渔场。
柬埔寨西南部的象山山脉与豆蔻(Kravanh)山脉组成南部高地。洞里萨河的几条支流发源於这些高地。湄公河在金边以下分为两条支流︰湄公河自身与巴塞河。三角洲自此一直伸展到海边。三角洲总面积约为64,750平方公里(25,000平方哩)，分为3大段。
湄公河主要水文特征:上游落差大，水流急，水力资源丰富； 下游流量大、水流平稳；含沙量小。
一、湄公河上游地区水能资源丰富，（原因：地处山区，河流落差大；流域内降水丰富，河流水量大。）流域面积狭小（原因：河流两岸山脉（分水岭）较为靠近。（或地处峡谷，山高谷深））， 二、湄公河下游流域特征：河网密布，入海河道多 （原因：地势低平，河流径流量大）
湄公河梯级电站主要集中于中下游河段。上游水电站稀少的自然原因：上游地区地形陡峻，工程难度大；地质灾害多，不利电站安全。
对该河流域进行开发主要以水力资源的开发、 水上通航、旅游观光、边境贸易等。
