رودخانه کرخه از مناطق میانی و جنوب غربی رشته کوههای زاگرس در نواحی غرب و شمال غرب کشور سرچشمه گرفته و پس از طی مسافتی در حدود 900 کیلومتر در امتداد شمال به جنوب ، سرانجام در مرز مشترک ایران و عراق به مرداب هورالعظیم می رسد. رودخانه کرخه پس از رودخانه های کارون و دز سومین رودخانه بزرگ ایران از نقطه نظر آبدهی محسوب می شود. حوزه آبریز رودخانه کرخه به وسعت حدود 43 هزار کیلومتر مربع ، بین 46 درجه و 57 دقیقه تا 49 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و 31 درجه و 48 دقیقه تا 34 درجه و 58 دقیقه عرض شمالی واقع شده است و شامل استانهای همدان ، کرمانشاه ، کردستان ، ایلام ، لرستان و خوزستان می باشد.
سرشاخه های اصلی تشکیل دهنده رودخانه کرخه ، رودخانه های سیمره، کشکان، قره سو، گاماسیاب و چرداول هستند. یکی از مشخصه های طبیعی رودخانه کرخه احتمال وقوع سیلاب و خطرات ناشی از آن است.