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嘉陵江发源于秦岭北麓的陕西省凤县代王山。干流流经陕西省、甘肃省、四川省、重庆市，在重庆市朝天门汇入长江。主要支流有：八渡河、西汉水、白龙江、渠江、涪江等。全长1345千米，干流流域面积3.92万平方千米，流域面积16万平方千米。
传统上，嘉陵江有两源：东源陕西省凤县代王山的东峪河和发源于甘肃省天水市秦州区齐寿乡齐寿山的西汉水。还有专家认为发源于甘南碌曲县郎木寺镇若尔盖草原的白龙江，2011年10月长江水利委员会确认东源陕西省凤县秦岭代王山为正源。
嘉陵江是长江水系含沙量最大的河流，略阳站的年平均含沙量为7.94千克/立方米，最大年含沙量（1959年）21.5千克/立方米，最小年含沙量（1965年）2.15千克/立方米，远大于汉江安康站的1.27、2.38、0.44千克/立方米。
嘉陵江上游总的流向由北而南略向西弯曲，纵坡比降为7.01‰，西岸山地高出平均水位200～600米，坡度一般在40～70度，河床为砂、卵石，洪枯水位相差12米左右，水深一般为2～4米，最深可达12米以上。
