燕子河有兩個源頭，南源是臨安河和外南河，發源於三省和大別山天堂寨山脈。北源為湟河，發源於三省山脈三仙山北支馬宗嶺，兩源在大石河交匯。下遊，燕子河依次稱為大石河、長潭河、綠珠河、麒麟河、塔爾河、毛坦河，流入響洪甸水庫。燕子河順流而下，幾條小支流和小溪不斷流入。
燕子河高山峽谷因河隙大，可通航，但水電資源豐富。有兩座小型水庫:大石河上遊東風水庫(1968，庫容18萬立方米)和塔爾河溫店水庫(1968，庫容19.5萬立方米)。主要堤防工程為大石河石質護岸，長5公裏。有10座小水電站，總裝機容量為100萬千瓦。