臺灣省唯一曾可通航河道。長158.7公裡（舊或作144公裡），流域面積2725.8平方公裡，次於濁水、高屏二溪，居第3位。上源大嵙崁溪(近被改名“大漢溪”)，源出大壩尖山（3505米），東北流經臺北盆地，會新店溪、基隆河等支流後，轉西北入海。源地海拔2530米，平均比降為1/50。惟自石門以下，海拔已降至140米。石門下遊古河道，原西向經桃園沖積扇入海，後因襲奪作用，切開砂巖地層轉向北行，進入臺北盆地。流域年降水量，上遊可達3000～4000毫米，河口地區區亦近2000毫米，降水季節變化較小。臺北市流量洪水期超過1萬立方米／秒，河口計劃洪水量為2萬立方米／秒。臺北開發初期，自下遊大溪以下，通帆船。板橋、新店及臺北市在艋舺時代的興起，皆賴淡水河水運之助。其後下遊日淤，河運已為鐵路和公路所代。自1963年上遊石門大壩建成，石門水庫已成為臺灣北部最大的水資源綜合利用樞紐，擴大桃園臺地農業灌溉效益尤為顯著。現時石門水庫及其近鄰地區已成為臺灣北部重要遊覽區；北部橫貫公路沿水庫上遊，經角板山（現改名“復興”）、巴稜一線高山族分佈區，入宜蘭平原。