河西走廊黑河的下游段，属高山冰川融雪补给河流。 又名额济纳河，由古代党项语“亦集乃”转音而来，意为黑水。发源于祁连 山脉，上源有二：一是甘州河（黑水河），一为北大河（临水河）。两河于 鼎新汇合向东北流入内蒙古自治区额济纳旗境内，在天仓附近又分两支：西 支木林河（西河）注入嘎顺诺尔，古称居延海；东支纳林河（东河）注入苏 古诺尔。两湖相距约 30 公里，有干沟相通。自源地到居延海全长约 700 多公 里。源地海拔 3 000～4 000 米，至流出山口的 240 公里的一段河床，垂直高 度竟下降 3 600 多米，每公里约下降 15 米，坡度甚陡水流湍急。多年径流量 15～16 亿立方米。
沿途灌溉用水量很大，至内蒙古境内已不足 3 亿立方米， 水流甚浅，深仅 0.5 米左右，最深不超过 1.5 米。流速不足 1 米/秒，河谷宽 坦，多在 110～200 米左右。自 20 世纪 60 年代以来，河水渐少，大片胡杨林 逐年枯死，居延海也已干涸。