上遊葫蘆川盆地為變質巖區，山峰陡峭，林地面積占盆地面積的90%，基本保持原始森林面貌，四川耕地較少。
有四條河，河道呈V型或U型。礫石和卵石主要分布在河道中，其間夾有巨礫。河床基本穩定，水流順暢。汛期之外，河水清澈，山洪暴發，泥沙下墜，河水變得渾濁。
西冶川，古稱西冶河，是石灰巖地區，峰巒聳立，峰巒平緩，山谷幽深，巖溶發育，泉水露頭多，但流量很小。這個地區有許多礦井，汙染嚴重。在四川中西部的岔口村和柏葉口村之間，懸崖聳立，河道狹窄，河道為花崗巖基底。這是柏葉口水庫的規劃壩址。四川中西部主要河道全長約94公裏，流域面積1.876平方公裏。進入峪口附近的文峪河水庫尾部。
中下遊以溫榆河水庫為中心的溫榆河，被南北不同寬度的山脈所接壤，屬於中下遊丘陵塬區。氣候溫和，四季分明。這裏不僅有豐富的煤、鋁、鐵、石棉、大理石等礦產資源，還適宜核桃、葡萄、柿子等鮮果經濟林的生長。
文水縣有著悠久的河流灌溉歷史。唐武德三年(620)，引水南入汾州。開元二年(714)，開鑿甘泉等四條運河，灌溉文水縣開閘鎮、交城縣廣興村數百公頃農田。金天會十三年(1135)，文水縣的市民在文峪河南岸挖了壹條正規的稗渠，用來灌溉北徐、南徐、中社、宋二莊、範兒莊等地的64公頃農田。元代，文水縣甘泉渠延伸至交城縣西石後村，進壹步擴大了灌溉面積。至今，甘泉古運河依然存在，是汾河流域保存最古老的古運河之壹。明天，第五年(1625)，在文水縣城西二十裏開掘永來渠(後改為永田渠)，鑿石穿溪灌溉數十頃。
《水經註》記載:“文水在景芝縣老城以南(今汾陽縣三泉鎮弓村以東)為胡雯湖，東西十五裏，南北三十裏，號稱天下西湖，郡東十裏；在湖的西邊，還有壹個靠近湖的城市，叫諸城(在本縣東南約5公裏處有諸城村)。可見，北魏時，今天的汾陽以東是方圓境內壹個近百裏的大湖，也就是古文湖。據史料記載，胡雯湖宋代名熙和龍，熙寧元年(1068)周四十裏，晉代名胡雯龍，大定元年(11)深。明朝萬歷年間，胡雯湖被稱為“水庫城”，沒有蓄水功能。從那以後，這個湖幹涸了，逐漸從窪地變成了耕地。汾陽縣是呂梁市工農業經濟發達的地方。境內煤炭、鐵礦資源豐富，盛產梨、核桃、紅棗、柿子等農副產品。杏花村汾酒馳名中外。唐代詩人杜牧的名句“清明時節雨紛紛，路上行人欲斷魂，請問何處有館子，牧童指點杏花村”，指的是汾陽市東北15km的溫榆河北岸杏花村鎮。汾酒以色、香、味“三絕”而聞名，曾獲巴拿馬世博會最高獎。自20世紀50年代以來，汾酒多次被評為國家名酒，並獲得金獎。汾酒的高品質保證除了當地特有的優質高粱和傳統的精細生產工藝外，主要是釀造用的天然井水，來自壹口被世人稱為神水的深井。這井水是甜的，透明的，純凈的，清爽的。
支流郭毅河位於汾陽南部，自上而下流經石質山區、黃土丘陵區和沖積平原區。黃土地區縱橫交錯，平原地區水土流失嚴重，村落密集。這裏是糧棉產區，也是防汛重點區域。
據《水經註》記載，小河自北魏始為溫榆河的支流，其後為隋唐。宋初汾河攻陷溫榆河中下遊，汾河和溫榆河的遷徙是無常的。文峪河在文水或汾陽被改造成汾河河口，其下遊小河沿著800年的老路直入汾河。直到清乾隆三十二年(1967)，汾河東移，溫榆河重走老路，在孝義入汾河。小河又成了溫榆河的支流。