因河水含腐殖质较多，河水发黑得名。满语称“萨哈连乌拉”（意即黑水）。中段为中国与俄罗斯的界江，流经中国东北北部。

黑龙江有南、北两个源头：北源为石勒喀河，源于蒙古国肯特山东麓；南源为额尔古纳河，源于中国大兴安岭西坡。南、北两源在中国漠河县西北部的洛古河村汇流后称黑龙江。黑龙江向东流至俄罗斯境内，最后注入鄂霍次克海。从额尔古纳河上源的海拉尔河开始到黑龙江河口，全长4370千米，居世界第11位；流域面积184.3万平方千米，居世界第10位。从洛古河村到黑龙江与乌苏里江汇合点伯力（俄罗斯地名为哈巴罗夫斯克）为中国与俄罗斯的界河。自洛古河村石勒喀河河口起，干流全长2821千米；在中国境内流域面积为89.1万平方千米，约占全流域的48.1%。支流共约200余条，主要有松花江、乌苏里江、呼玛河、结雅河、布列亚河等，其中松花江为其最大支流。

黑龙江干流自洛古河村至黑河市附近的结雅河口为上游，长约900千米。河道穿行于山峡中，河谷切割不深。自洛古河村至南岸支流额木尔河河口段，山崖险峻，江面狭窄，水流湍急；自额木尔河河口以下，水流变深，河谷逐渐开阔，并出现小块滩地，有些河段有分叉现象。黑龙江流经大兴安岭地区江面回流急转而形成了“龙江第一湾”（见图），景观独特。河宽一般400～1000米，枯水期一般水深1.2米左右，可通行300～10000吨船舶。河床底质多为石质或卵石。河床呈U字形，平均比降0.2‰，上溯至额尔古纳河，全江可通行船只。

龙江第一湾

自结雅河口至乌苏里江河口为中游，长约1000千米。中游可分为3个不同区段：自结雅河口至嘉荫县附近，河道弯曲，多岛屿沙洲，河宽1500米左右；自嘉荫县以下，黑龙江进入山地峡谷段，河谷束窄，河宽600～700米左右，流速25米/秒左右，湍流、涡流较多，河床底质多为礁石；出峡谷后，黑龙江干流进入平原地区，河谷伸展，水流平稳，接纳松花江后，河谷宽至10千米以上，江面宽达2000米以上，两岸低平，水流变缓，网状河道现象显著，江中岛屿、沙洲、浅滩较多，可通行1000～3000吨船舶。

自乌苏里江河口以下至入海处为下游，长约950千米。全部在俄罗斯哈巴罗夫斯克边疆区境内，有乌米尔河、阿纽伊河等支流汇入。

黑龙江流域位于寒温带与温带季风气候区。是以雨水补给为主、积雪融水补给为辅的河流，全部径流中雨水补给约占75%～80%，融雪水补给约占15%～20%，地下水补给占5%～8%。黑龙江水系大部分分布于森林区，水土流失较轻，河水含沙量年均为0.1千克/立方米，仅为长江的1/4，黄河的1/300，是中国含沙量甚少河流之一。

黑龙江较大支流分布均匀，除洪水季节外，水面平静，水位稳定。其南、北两源来水约275亿立方米，北源占54.2%，南源占45.8%。黑龙江流域水量丰富，流域年径流量3465亿立方米；在中游接纳了结雅河、布列亚河、松花江、乌苏里江等河流，中游河流的年径流量占全流域年均径流总量的78.6%。流域多年平均降水量约400～600毫米，自上游向下游渐增，山地多于平原；降水季节分配不均，6～8月占全年降水量总量的60%～70%。河流春汛流量不太大，但少数年份最大流量也可超过年均流量的3～5倍；夏汛流量大、洪峰高、历时长，其流量可超过年均流量的5～10倍。受暴雨或长期淫雨影响，8～9月份出现汛期最高洪峰；一次洪水洪峰流量与多年平均流量比值可达10～20倍，上游尤为突出。封冻期近半年，上游漠河附近河段平均于11月上旬封冻，中游为11月中下旬封冻；至翌年4月中下旬，先中游、后上游逐渐解冻；封冻期上游160天以上，中游140～160天；冰层较厚，平均最大冰厚上游1.25～1.50米，中游1.00～1.25米。

黑龙江在古代是中国的内河，黑龙江流域是中国历史上开发较早的地区之一。黑龙江流域资源丰富，山地森林茂密，是中国重要的林业基地。黑龙江水能资源较丰富，总量约3200万千瓦。黑龙江水量丰富，水位较稳定，河道比降小，河床宽而深，每年4月末至11月上旬可通航。从洛古河口至乌苏里江口的1890千米的河道可通航百吨以上江轮，其中黑河以下可通航1000吨以上的大型江轮，是国内少有的内陆深水航道。黑龙江是沿江地区资源开发、经济联系、物资交流的重要通道，也是沿江中俄两国人民发展边境贸易、进行经济和文化交流的纽带。漠河市、呼玛县、黑河市、四季屯、孙吴县、奇克、逊克县、嘉荫县、名山、萝北县、同江市、街津口赫哲族乡、抚远市等地为沿江重要港口或船站，而且多地已成为对外开放口岸。流域内矿产资源丰富，除煤炭外，还蕴藏大量金、铜、铁等矿产。松花江流域土地肥沃，盛产大豆、玉米、高粱、小麦。此外，还有亚麻、棉花、烟草、甜菜等。黑龙江省水系发达，拥有极为丰富的鱼类资源，尤以大马哈鱼、鲶鱼最为著名。