黄河流域大部分位于我国半干旱地区，特有的气候条件和自然地理环境，使黄河具有不同于其它大河的下列水文特征：
（1）水少沙多、水沙异源 黄河流域多年平均雨量仅约400mm，水量极小，仅占全国河川径流量的2％；但黄河泥沙之多，为世界大河所罕见，其多年平均输沙量达16×108t（入黄总沙量），多年平均含沙量高达 37.6kg/m3，水少沙多。此外，在空间分布上是水沙异源。黄河水量主要来自兰州以上的上游地区，其控制面积为花园口以上控制面积的30％，水量占58％，沙量仅占9％，黄河的90％以上泥沙来自中游黄土高原。如头道拐（河口镇）至龙门区间的黄土高原面积为11×104km2，区间径流仅73×108m3，占花园口以上的13％，但该区间的输沙量高达9.5×108t，占全河总输沙量的57％。显然，黄河水文是上述两个不同的自然地理环境影响的水沙不同组合的过程，使下游和河口的水沙过程更加复杂多变。
（2）高含沙量输沙 黄河流域半干旱气候，雨量既小，变率又大，沙源集中在黄土高原地区，使黄河输沙主要集中在几个主要的大沙年，甚至集中在几场大洪水过程内。据统计，黄河干支流各站最大年输沙量，可占25年总输沙量的10—20％，最大6年的输沙量约占25年输沙量的5％，在一年之中，输沙较径流更为集中，干流站7—9月输沙可占全年的80％，支流站接近100％。陕县站1933年输沙量高达39.1×108t，7—9月输沙量占了全年的90％，其中8月输沙量为27.8×108t，占全年输沙量的71％。黄河干流主要测站的多年平均的水沙相关曲线表明，其时序方向均为顺时针方向，反映了黄河上中下游洪峰和沙峰在时间上出现的同步性。这种同步性反映了全河输沙在年内分配上的不均匀性。
（3）径流和输沙量年际变率大 黄河流域雨量小，雨区分布不均匀及变率大，再加上水沙异源，因此无论径流和输沙量的年际变化均很大，其中，输沙量的年际变率大于径流（表2－1）。大水与大沙，或小水与小沙均不一定出现在同一年，可出现年水沙的不同组合。年水沙的不同组合，对于下游河道的淤积和河口尾闾的演变的影响有所不同，如是中水大沙年或小水大沙年，则下游河道输沙能力减弱而淤积，尾闾河道淤积，延伸加快。