Донець — найбільша річка східної України і найбільша велика притока Дону. Загальна протяжність річки становить 1053 км, площа басейну 98 900 км², середня річна витрата при впаданні до Дону 200 м³/сек.[3] Сіверський Донець бере початок на Середньоруській височині, біля с. Підвільхи в Прохоровському районі Бєлгородської області Росії[4].Координати джерела 51, 00 (G), висота джерела біля 200 м над рівнем моря. У басейні Сіверського Дінця понад 3000 річок, з яких 425 мають довжину більш 10 км, і 11 річок більш 100 км[5]. Понад тисяча з них безпосередньо впадає в Сіверський Донець[6]. Живлення Сіверського Дінця переважно снігове, тому витрата води протягом року нерівномірна. Весняна повінь займає близько 2 місяців з лютого по квітень, в цей період вода піднімається на 3 — 8 м[6].
Ширина русла в основному коливається від 30 до 70 м, інколи досягаючи 100–200 м, а в зоні водосховищ — 4 км. Дно русла переважно піщане, нерівне, зі змінною глибини від 0,3 м на перекатах до 10 м на плесах. Річка взимку замерзає з поверхневою товщиною льоду від 20 до 50 см. Період замерзання зазвичай складає два-три місяці з середини грудня по кінець березня.
Сіверський Донець впадає до Дону за 218 км від його гирла на висоті 5,5 м над рівнем моря. Таким чином падіння річки становить 195 м, середній ухил 0,18 м/км[6]. Швидкість течії Сіверського Дінця невелика, від 0,15 м/c поблизу Чугуєва до 1,41 м/с у Лисичанську, на деяких ділянках майже нульова,.[7].
На більшій частині течії річка має широку долину: від 8—10 км у верхів'ях до 20—26 км у нижній течії. Долина здебільшого асиметрична. Правий берег високий (інколи зустрічаються крейдяні скелі), дуже розчленований ярами, лівий пологий, у нього розміщується заплава з чисельними старицями, озерами і болотами, найбільше з яких озеро Лиман. Русло річки відрізняється звивистістю, особливо до впадіння річки Оскіл. На річці (у верхній і середній течії) багато перекатів, бистрин, невеликих поріжків, завалів.
У верхній течії (до міста Бєлгорода) перекритий греблями і складається з декількох невеликих водосховищ. Нижче, після впадіння річки Вовча розташовано Печенізьке водосховище, що забезпечує водою місто Харків.
Нижче за Печенізьке водосховище до Дінця впадають річка Уди і найбільша притока Сіверського Дінця — Оскіл. Далі долина розширюється, в заплаві багато стариць. У середній течії Сіверський Донець підживлюється водами річки Дніпро через канал Дніпро — Донбас, а нижче відгалуджується канал Сіверський Донець — Донбас, що забезпечує водою Донецький вугільний басейн. У районі Донецька (Ростовська область) річка пересікає Донецький кряж і тече у вузькій долині з крутими і скелястими схилами. У нижній течії впродовж 230 км річка шлюзується, відрізняється слабкою течією і переважною шириною 100–200 м. Поблизу гирла річка розбивається на 3 рукави.