源头位于北京市通州区西部的黄阀闸，自西北向东南流经河北省香河县，于天津市武清区汇入龙凤新河，通过倒虹吸横穿北运河，经过宝坻区，至北辰区汇入永定新河入渤海。全长92千米。是容纳北京市生活污水和工业废水的主要河道，同时也容纳了天津市北部城区排放的部分污水。

北京市排污河汇集了北京市的4条主要纳污水道，流入排污河的污水约160立方米/天，占北京市废水的80%。上游污水主要来自通州区化工工业废水及高碑店污水处理厂排水，中游污水汇集来自天津武清区工厂及生活排污，下游污水汇集天津北辰区化工工业废水及生活污水。对天津市水源污染严重，导致了流域浅层地下水有机物超标。