支流長度在1000千米以上的有20多條。流域麵積622萬平方千米，約占南美大陸麵積的35%，包括巴西、玻利維亞、秘魯、哥倫比亞、厄瓜多爾、委內瑞拉等國大部或部分領土。流域內大部分地區為熱帶雨林氣候，年雨量2000毫米以上。水量終年充沛，河口年平均流量為22萬立方米/秒，洪水期流量可達28萬立方米/秒以上，為世界流域麵積最廣、水量最大的河流。上源地區山高穀深，坡陡流急，平均比降約5.2譯。進入平原後比降微小。中下遊平均流速為0.7~1.7米/秒。水深河寬，巴西境內河深大部分在45米以上，馬瑙斯附近深達99米。下遊河寬達20~80千米，河口呈喇叭狀，寬240千米，淺灘沙洲羅列。海潮可湧至河口以上960千米的奧比多斯。幹流有5000多千米可全年通航，吃水5~6米的海輪可自河口上溯3700千米至秘魯的伊基托斯；全水係內可供通航的河道長度達3萬千米(正常水位)。水力資源也相當豐富，但尚未充分開發。亞馬孫河沉積下的肥沃淤泥滋養了65000平方千米的地區，它的流域麵積約705萬平方千米，幾乎是世界上任何其他大河流域的兩倍。著名的亞馬孫熱帶雨林就生長在亞馬孫河流域。這裏同時還是世界上麵積最大的平原(麵積達560萬平方千米)。平原地勢低平坦蕩，大部分在海拔150米以下，因而這裏河流蜿蜒曲流，湖沼眾多。多雨、潮濕及持續高溫是其顯著的氣候特點。這裏蘊藏著世界最豐富多樣的生物資源，各種生物多達數百萬種。
亞馬孫河流域的地質地貌
亞馬孫河流域西高東低，南高北低。上遊源頭為安第斯山脈及太平洋沿海衝積係統，海拔在3000米以上；幹流兩岸多為200米以下的安第斯山衝積層和內陸衝積層。往北為圭亞那高原(海拔300~400米)，往南則為巴西高原(海拔300~1500米)。亞馬孫河流域是一個巨大的窪地，在新生代以前為一下陷的深海槽，後來被大量的沉積物充填。這塊在亞馬孫河上遊作裙形展開的巨大麵積的窪地。位於兩個古老而不太高的結晶質高原之間：北麵是崎嶇的圭亞那高原，南麵是較低的巴西高原。在上新世亞馬孫河流域為一巨大的淡水湖，在更新世某個時期向大西洋決口，大河及其支流深深揳入上新世的湖底。現在的亞馬孫河及其支流有一大片被淹沒的穀地。更新世冰河融化，海平麵升高，峻峭的峽穀在海平麵較低時已被侵蝕為上新世地表，此時完全被淹沒。流域的古代沉積物地麵就是永久性陸地的土壤，大部分亞馬孫雨林便在這種土壤上發育起來。在流域的上遊(秘魯的東部和玻利維亞)，後來從安第斯山脈衝刷下來的沉積物覆蓋了古代的地表。
水文現象
在奧比杜斯(Obidos)峽穀，河水受到限製，亞馬孫河寬僅1.6千米多。
在中等水位以下河道的平均深度為61米餘，在巴西境內大部分河段深度超過46米。從貝倫溯流而上有幾處水深的記錄達到91米以上。但在秘魯的邊界距大西洋約3219千米處的海拔高度不足91米。在欣古河口的上遊，無河心島嶼的永久河床的最大寬度為13.6千米；在洪峰期間，當蓄洪區蓄滿洪水時的河麵寬度擴大到56千米或更多。亞馬孫河每小時的平均流速約2.4千米，在河水泛濫時流速大為增加。
由於在整個流域內全年雨季的時間不一致，亞馬孫河的上遊每年有兩次汛期，並交替受到發源於秘魯安第斯山脈的支流和發源於厄瓜多爾安第斯山脈的支流的影響，前者的雨季為10月至次年1月，後者的雨季為3月至次年7月。
這種交替影響到下遊很遠的河段方才消失，兩次汛期逐漸融合為單一的汛期。
因此，從11月至次年7月下遊的河水緩慢上漲，達到高峰，然後回落，直到10月末為止。有的地方汛期的水位比枯水季節的水位高12~15米。以4個大致等距離的地點為例，在伊基托斯高6米，特費(Tefe)高14米，奧比杜斯高11米，貝倫高4米。內格羅河水在2或3月雨季開始後上漲，6月達到高峰，然後開始與亞馬孫河一同回落。
上千年來亞馬孫河不受限製地蜿蜒於遼闊的洪泛區，出現一係列河曲瘢痕、牛軛湖和近來廢棄的故道。當淤泥和沉積物一旦足以降低河道主流的流速時，在洪峰期河水將溢出現在的天然河堤，衝刷出一條新河道。同樣，新河道在幾年或幾十年內不斷淤積，河流又會再次改道。盡管如此，大部分河段內河水是沿著筆直的河道而流的。但在每一次洪水季節仍不斷有沉積物再次充填由河水衝刷出的寬闊河穀，並有大量的淤泥淤積於沉降盆地內。與河水的流量相比，洪泛區的範圍不算很大。淤積區一般寬19~48千米，周圍為陡峭的懸崖。這些懸崖受到河水猛烈衝刷的地方，產生“陷落的土地”。