湘江流域水系发达，有三个主要特点:
- 河网密布。5千米以上的大小支流有2157条，其中一级支流124条，流域面积大于1000平方公里的主要支流16条，其中潇水、耒水、洣水的流域面积大于1万平方公里，最大的为潇水，流域面积1.2万平方公里。
- 左右岸水系不对称。右岸支流发达，潇水、舂陵水、耒水、洣水、渌水、浏阳河和捞刀河等大支流均来自南面与东面山区，由右岸汇入干流，流域面积约占全流域面积的2/3;左岸支流有祁水、蒸水、涓水、涟水和沩水等，均源于衡邵丘陵区，除涟水流域面积过5000平方公里以外(7155平方公里)外，其余多短小，水量也不及右岸支流丰富，从而使得湘江发育成为一个不对称的树枝状水系。
- 支流水库众多。湘江支流共已建成控制性枢纽工程11座，包括涔天河、双牌、欧阳海、洮水、东江、青山垅、酒埠江、水府庙、株树桥、官庄和黄材等大型水库，库容均在1亿立方米以上。其中最大的东江湖总库容达91.5亿立方米，水库集水面积之和达2.6万平方公里，占湘江面积的27.4%。2012年8月开工改扩建的涔天河水库库容将达到15.1亿立方米 。
