Ana kaynaklarını Doğu Anadolu dağlarından alan, Türkiye topraklarından geçtikten sonra Suriye ve Irak topraklarına giren ve Dicle nehri ile birleşerek geniş Şatt-ül-Arab adlı kısa boylu nehri meydana getiren ve Basra körfezine dökülen bir nehirdir. Topraklarımızdaki uzunluğu Erzurum'un Dumlu dağından Suriye sınırına kadar, 971 km. ve Murat ırmağı kaynağından Suriye sınırına kadar 1263 km. dir. Bütünü ile uzunluğu ise 2200 km. sayılır. Sularını topladığı alanlar çok geniş yer tutan Fırat, Türkiye'nin en büyük yağış alanlı nehridir. Bu alan içinde Fırat nehri, Ağrı ilinin Diyadin çevresinden (Muratbaşı tarafları) ve Erzurum ile Erzincan'dan Uzunyayla'ya, Van gölü batısındaki dağlardan Muş-Elazığ-Malatya'ya, buradan Gaziantep-Birecik güneyine ve Nusaybin taraflarına kadar çok geniş bölgelerin (yüksekliği ortalama 1000-3000 m.) sularını toplar, yüksek ve karlı dağların suları ve birçok gür kaynaklarla beslenir. Fırat nehrinin çok uzun ve gür akışlı birçok kolları vardır. Bunlardan her biri de birer ırmak görünüşündedir. Başlıca iki ana kolu Murat ırmağı ve Karasu ırmağıdır. Yine birer ırmak veya büyük çay özelliğinde olanlar arasında Tohma suyu, Peri suyu, Çaltı suyu, Munzur suyu ve başkaları vardır.

Fırat, Türkiye'nin dağlık ve kar yağışlarını çok alan, yıllık yağış tutarı pek az sayılmayan (ortalama 50-80 cm.) bölgelerinden beslenerek geçtikten sonra, güneyde sınırlarımız dışına çıktığı zaman artık alçak ve kurak (yıllık yağış tutarı hudutlarımıza yakın yerlerde 25-35 cm., daha güneydeki geniş çölde 15-20 cm., buharlaşma pek fazla) yerlerden geçer. uzun yolu boyunca burada artık besleyici kol alamaz olur ve Doğu Anadolu'dan aldığı güç ile geniş bir kurak bölgeyi (çölü) geçme durumunda bulunur. Bu arada Suriye'nin kuzeyinde bu nehre karışan Sacir suyu da yine Türkiye topraklarından (Gaziantep taraflarından) beslenerek buraya iner. Böylece Fırat nehrinin esas kaynakları ve beslenme yerleri Türkiye'dedir.

Fırat'ın kaynak kolu olarak, çoğunca, Karasu ırmağı alınmış, nehrin uzunluğu da buna göre hesaplanmıştır. Böylece, karasu ırmağından daha uzun olan Murat ırmağı, nehrin büyük bir kolu sayılmıştır. Bu ırmaklar sistemi içinde Fırat adının verildiği yer bakımından da kesin bir ölçü bulmak güç olmuştur. Bazı hallerde Karasu ırmağı, Murat ırmağının birleştiği Keban yakınından itibaren "Fırat nehri" adı kullanılmıştır. Birçok hallerde de Erzincan ovasını geçen Karasu ırmağı, buradan başlayarak "Fırat nehri" adını almıştır. Buna göre, Erzurum taraflarından gelen karasu ırmağı, Fırat nehrinin başlangıç kolu sayılmıştır. Bütün kolları ile Fırat nehri, Doğu Anadolu'nun büyük ovalarından (Erzurum, Erzincan, Muş ovaları...) ve yüksek dağlar arasındaki derin birçok boğazlardan geçer, yer yer ağır akar, birçok kesimlerinde ise hızla akarak çağlayanlar yapar. Nehrin genişliği kimi yerinde 100 m. yi bulur, kimi yerinde yüzlerce metrelik genişlikte bulunur, boğazlarda yer yer daralır. Derinliği, yerine göre değişir, çoğunca 2-3 m., kimi yerinde ise 5-8 m. derinlik gösterir, çekilmiş zamanında bile geçit veren yerleri pek az bulunur.

Fırat nehrinin yukarı kesimi olan Karasu, Erzurum ovasının kuzeydoğusunda Dumlu dağından (3000 m.) doğar, gür kaynaklarla beslenir, Erzurum ovasından ve Aşkale Boğazından geçer, Tercan ovasından Tuzla suyu'nu alır, ünlü Sansa Boğazına sokulur, Erzincan ovasından geçer, Kemah Boğazında uzanır. Buralarda Çaltı suyu'nu alır, dar ve derin boğazlar içinde akarak ve güneye doğru bir dirsek çevirerek yoluna devam eder, Keban yakınında Murat ırmağı ile birleşir. Kaynak yerinden bu birleşme yerine kadar olan uzunluğu 460 km. ye yaklaşır.

Fırat'ın en büyük değerlerinden biri, elektrik enerjisi elde etme imkanlarının çokluğudur. Bu nehir boyunda baraj yapımına elverişli birçok yerle vardır. Bu değerinden faydalanılarak, Türkiye'nin ve Orta Doğu ile balkanların en büyük barajlarından biri olan Keban Barajı bu nehir üzerinde kurulmaktadır.

Fırat'ın ana gövdesi değerinde bulunan Murat ırmağı, bu büyük nehrin başlıca koludur. Yağış alanı ve taşıdığı su miktarı bakımından Karasu'dan daha büyüktür. Buna "Murat nehri" de denir. Fırat nehrine bol su taşır: Normal olarak saniyede 100-150 m3, kabarmış olduğu zamanlarda 500-600 m3, çok kabarmış zamanlarında 1000-1500 m3 ve daha fazla, En çok çekilmiş olduğu zamanlarda bile, 50-75 m3 su taşır. Nisbeten çekilmiş bulunduğu zaman, yaz ortalarından Mart'a kadar sürer. Bunun nedeni, bu ırmağın beslenme yerlerinin geniş ölçüde yüksek dağlarda bulunmasıdır. Bu dağlara kar yağışı çok olur. Bu karlar yaz ortalarına kadar eriyebildiği kadar erir ve böyle zamanlarda Murat ırmağının yatağından bol su geçer, ırmak kabarır (Nisan ve Mayısta saniyede 1000-1500 m3, Haziranda 300-600 m3). Temmuzda normal bir akış olur, daha sonra suları çekilir (Ağustos-Kasımda saniyede 60-80 m3).

Murat ırmağı, Van gölü kuzeyinde ve Ağrı ilinde Murat başı adı ile anılan bölgeden doğmuştur. Karaköse'ye kadar birçok kollarla, bu arada Eleşkirt ovasından gelen Şiryan çayını alarak büyür ve daha buralarda ırmak görünüşü alır. Karaköse güneyinde Hamur boğazına girer, Malazgirt ve Bulanık yakınlarından geçerek Muş ovasına iner, burada Nemrut dağından gelen Karasu deresini alır, derin ve dar Genç Boğazına girer. Buralarda Murat, gür bir ırmaktır. Genişliği 50-80 m. yi bulur, derinliği 2-3 m. dir. Daha ileride zaman zaman çok deli akan Göynük çayı'nı alan Murat, Elazığ bölgesine bir ırmak görünüşündeki Perisuyu nu alır. Bu suyun yukarı kesimi, Bingöl ve Şakşak dağlarından (3000 m.) kaynaklarını alır, Elmalıdere (115 km.) adı ile anılır, orta kesiminde Büyüksu adı ile devam eder, aşağı kesiminde Perisuyu adı ile akar. Perisuyu'na çok gür akışlı Munzur suyu karıştığı zaman bu akarsu bir ırmak özelliği kazanır. Perisuyu, türlü yerlerinde karlı dağlardan ve gür kaynaklardan beslendiği için yazın da bol akışlıdır (saniyede 50-100 m3, coşkun zamanlarında 200-300 m3). Buradan Keban yakınındaki kavşak yerine kadar Murat, bir ırmak özelliğinde, geniş ve derin olarak akar.

Karasu (bir başka deyişle Yukarı Fırat), Murat ırmaklarının Keban yakınında birleşmelerinden asıl Fırat nehri doğmuştur. Bu birleşme yerinden sınırlarımıza kadar bu nehre daha birçok çaylar ve dereler katılır (yolu boyunda birtakım çağlayanların ve bu arada Aşudu çağlayanlarının bulunduğu Tohma çayı ile Cendere suyu, Göksu...), yerine göre pek genişleyen derin bir nehir olur ve meselâ Birecik kasabası önünde karşıdan karşıya geçebilmek için 700 m. uzunluğunda Birecik köprüsünü kurmak zorunluluğu belirmiş bulunur. Bu köprüden, önceleri nehirden ilkel birtakım sallar ve dibi düz mavna biçimli taşıtlarla karşıdan karşıya yük ve yolcu taşınırdı. Bu kesimde ortalama akım saniyede 800-900 m3, en çok akım 5000 m3 olmuştur. Çok kabardığı zamanlarda nehrin seviyesi 5 m. den fazla yükselmiştir. Bu durumu ile Fırat, Türkiye'nin en kuvvetli nehridir. Yıl içindeki beslenme durumu bakımından oldukça düzenlilik gösterir: İlkbaharda ve yaz başlarında kabarmaları ağır ağır olur, yazın ve kışın da suları yine boldur. Bu nehrin Türkiye'deki yukarı ve aşağı kesimlerindeki karla beslenme ve yağmurla beslenme durumları birbirini tamamlar. Kışın Elâzığ'dan yukarıdaki beslenme alanında kar yağışı ve fazla soğuklar hüküm sürer. Bu nedenle bu mevsimde Karasu ve Murat ırmaklarının beslenmeleri azalır. Bu sıralarda aşağılarda, daha çok, yağmurlar yağar. Buralardaki dereler Fırat'ın çok çekilmesini önler. Mart'tan sonra nehrin beslenme bölgesindeki karlar yavaş yavaş erir, Fırat kabarmaya başlar. Fırat çok yerinde derin vadisi içinde aktığından yolu boyundaki taşkına uğrayan yerler pek geniş olmamıştır.

Sınırlarımız dışına çıktığı zaman Fırat, önce yarı kurak, daha sonra iyice kurak bölgelere girmiş bulunur. Burada suyu azalır, yatağı daralır ve derinliği 1 metreye iner. Hele burada bataklık yerlerdeki yayılması bu yoksullaşmayı daha da artırır. Ancak, Doğu Anadolu dağlarında karların erimesine ve yağmur mevsimine bağlı olarak ilkbaharda nehrin suları geniş ölçüde artar, güzün ise yine suları çekilir: Ekim'de akımı saniyede 400 m3 kadar olur. Bunun için, Fırat'ın kurak kesimindeki Mezopotamya'da bentler yardımı ile sulama işlerini yürütmek gerekmiştir. Tarihin pek eski çağlarından beri, Mezopotamya'ya taşıdığı su ve özlü topraklarla hayat veren başlıca varlık, kaynaklarını Doğu Anadolu'dan almış bulunan Fırat ve Dicle nehirleridir.