新疆境內(nèi)伊犁河流域位于天山北支科古琴山—婆羅科努山與中支哈爾克山—那拉提山之間，中國天山水資源最豐富山段，伊犁河為新疆徑流量最豐富河流。河水流入哈薩克斯坦的巴爾喀什湖。河道密布，灘地遼闊，淡水沼澤200,000公頃。

新疆境內(nèi)伊犁河流域形似向西開口的三角形，有3條自西向東逐漸收縮的山脈，北為天山北支婆羅科努及伊連哈比爾尕山段，南為天山南支哈爾克及那拉提等山段，中為山勢較低的克特綿、伊什格里克等山段。北部和中部山段之間為伊犁河谷與喀什河谷，南部和中部山段之間為特克斯河谷與鞏乃斯河谷。

因向西開口，全流域處于迎風(fēng)面，降水豐富，谷地年降水量約300毫米，山地年降水量500～1000毫米。集水區(qū)內(nèi)山地面積占68%，是徑流豐富的重要原因。由于降水豐富，山地能自然形成植被，低山緩坡還能經(jīng)營旱地農(nóng)業(yè)，河谷平原的農(nóng)田與林帶則需要補充灌溉，但耗水不多。

伊犁河流出國境的年徑流量約130億立方米。 因流域范圍處于天山最高峰地區(qū)，故降水多，流量豐富，落差也大，水能蘊藏量700多萬千瓦，占新疆水能蘊藏總量21%，如全部開發(fā)，每年可得電能620億度。開發(fā)條件好的水力地址有30多處，可裝機300萬千瓦，占新疆開發(fā)條件好的水力資源30%。

伊犁河集水區(qū)可分4部分：

①特克斯河。為伊犁河西源，亦為最大支流，發(fā)源于哈薩克斯坦境內(nèi)汗騰格里峰 北坡，進入新疆后經(jīng)昭蘇、特克斯2縣，在鞏留縣東北與鞏乃斯河匯合后稱伊犁河。年徑流量86億立方米，主要產(chǎn)生于哈爾克山北坡。

②鞏乃斯河。為伊犁河?xùn)|源南支，發(fā)源于和靜縣西北角安迪爾山南坡，年徑流量20億立方米，向西穿過新源縣境，至鞏留縣與特克斯河匯合。

③喀什河。為伊犁河?xùn)|源北支，源于天山北支南坡，向西穿過尼勒克縣，至伊寧縣雅馬渡匯入伊犁河，年徑流量39億立方米。

④雅馬渡以下共有小支流39條，共產(chǎn)生年徑流量21億立方米。其中，北岸支流16條，共產(chǎn)生18億立方米；南岸支流13條，共產(chǎn)生3億立方米。

新疆集水區(qū)面積約5.7萬平方公里，占新疆面積3.5%；年徑流量153億立方米（已扣除從哈薩克斯坦流入的水量14億立方米），占新疆地表徑流總量19%；年均徑流深268毫米，為新疆平均值的5.7倍，接近于全國年均徑流深值。在中國西北干旱區(qū)中伊犁河流域堪稱相對濕潤地區(qū)。

流域內(nèi)植被覆蓋度為新疆最高地區(qū)，平均覆蓋度約90%。除雪線以上的常年冰雪帶和雪線以下間有寒凍裸巖帶外，其余地面均有植被。低山帶為優(yōu)質(zhì)春秋草場，中山帶為茂密云杉林，高山帶為優(yōu)質(zhì)夏季草場。