莱茵河是纵贯中欧、西欧的一条重要河流。发源于瑞士中部的阿尔卑斯山北麓，河流向西北流，经瑞士、列支敦士登、奥地利、法国、德国和荷兰6国，在鹿特丹附近注入北海。全长1320千米，流域面积22．44万平方千米，流域年平均降雨量910毫米，河口多年平均流量2500立方米/秒，年径流量790亿立方米，年输沙量350万吨。
莱茵河干流习惯上分为4段：从河源至巴塞尔为阿尔卑斯莱茵河，其中博登湖出口至巴塞尔又称为高莱茵河；巴塞尔至宾根称为上莱茵河；从宾根至科隆称为中莱茵河；从科隆至潘内尔登称为下莱茵河。
莱茵河水系包括干流、支流和三角洲汊河。干流分上述4个河段，主要支流有阿勒河、内卡河、美因河、摩泽尔河、埃尔特河、鲁尔河、利珀河等。
上莱茵河长362千米，落差163米，平均比降0．45‰。河流由南向北流，有支流内卡河，和美茵河等汇入，集水面积增加到9．85万平方千米。中莱茵河全长144．8千米。莱茵河向西北方向穿过深而曲折的莱茵峡，河道深切，两岸谷壁陡立，高达数百米，洛雷莱为河谷最窄处，谷宽200米，水面宽仅115米，河床比降0.24‰，水深27米。河流流出峡谷后，先后有摩泽尔河（该河全长545千米，流域面积2．8万平方千米）、兰河和锡格河等支流汇入。下莱茵河长318千米，该河段有3条较大支流汇入：左岸埃尔特河（流域面积1909平方千米）、右岸鲁尔河（流域面积4444平方千米）和利珀河（流域面积4891平方千米）汇入。
莱茵河主源有两条：前莱茵河和后莱茵河。前莱茵河位于圣戈萨特山区圣哥达山，海拔2344米，长68千米，河道纵坡降2．6%；后莱茵河位置偏东，发源于莱茵瓦尔德霍恩山麓，海拔2900米，长61千米，河床纵坡降3．9%。两条河源均流经峡谷，最后在赖谢瑙附近汇合。
从赖谢瑙到莱茵内克附近的博登湖湖口的莱茵河段长164千米。博登湖以上的莱茵河集水面积为6123平方千米。从博登湖口至巴塞尔的高莱茵河为德国和瑞士的边界河流，长145千米，河道比降1．05%。汇入本河段的支流有阿勒河，该河发源于圣戈塔特山脉，河长290千米，流域面积1．8万平方千米，河口年平均流量557立方米/秒，有罗伊斯河和林梅特河等支流汇入，流域内有许多大湖，可调节径流。莱茵河从河源至巴塞尔长375千米，流域面积3．65万平方千米，多年平均流量1026立方米/秒，总落差2100米以上。
莱茵河曾一度在荷兰海牙以北入海。目前有3条入海汊河。在潘内尔登从莱茵河左岸分出一条汊河称瓦尔河，流经奈梅亨进入荷兰水道的大河口，其流量占莱茵河总流量的70%；再往下几千米又从右岸分出一条汊河，称为艾瑟尔河，流入须德海，流量占12%；莱茵河则通过汊河累克河注入北海，流量占18%。从潘内尔登至入海口的长度约120千米。
莱茵河流域东至捷克边境厄尔士山脉，东南与施瓦本山接壤，南迄瑞士高原和法国汝拉山，西从孚日山脉延至洛林山，北以阿登山为界。从河源至河口的直线距离约690千米。中莱茵河在科布伦次以上穿过莱茵峡，莱茵峡是莱茵河切断莱茵希费格山而成，该山东连陶努斯山，西连洪斯吕克山。
莱茵河流域南北长690千米（阿尔卑斯山脉到北海），东西宽480千米。流域的气候、水文和气象条件因地而异，南面是阿尔卑斯山的山地气候，西面为海洋性气候，东面则接近大陆性气候。莱茵河上游春夏季冰雪融化，水量增多，下游冬季降水多，水文状况较稳定。莱茵河是一条水患频繁的河流，上游雨量充沛，高山积雪在同一时间融化，常出现特大洪峰。莱茵河上、中、下游的洪水主要由两部分组成，一部分来自上游集水区的降雨，另一部分来自支流。
在莱茵河两岸至今仍保留着五十多座城堡、宫殿的遗址，每座城堡都有它们自己的名称。每一座古堡都有一段古老的故事和传说，它记载着英雄们气吞山河的业绩及幽幽的儿女恋情。古老的城堡、迷人的传说伴随着游者整个莱茵旅程。
