黃河可分為上遊、中遊和下遊三段，每段都有自己的地形、氣候等環境特征。上遊規劃從源頭到達內蒙古河口鎮，海拔由海拔4500米降低到1，000米，流域面積38.4萬平方公裏，占總流域面積的壹半。從甘肅省蘭州市開始，河水自西向東流，盆地內地形崎嶇，平地稀少。年降雨量在300-600毫米之間，雨量雖不豐沛，但由於人口稀少，需水量小，成為黃河的主要供水區。蘭州以下，河流轉向北方，進入沙漠地區。降雨量略有減少，排水面積也較小。但經過青銅峽(寧夏)灌區和巴盟黃河(河套)灌區，這兩個地區用水量極高。以黃河多年平均流量581億立方米計算，蘭州上遊來水量為323億立方米，采用量僅為1.8億立方米。但從蘭州到河口鎮，來水量為6億立方米，采用量占1.03立方米，是從水資源考慮，黃河受益最大、最多的地區。
黃河中遊位於河南省河口鎮至花園口之間，流域面積34.4萬平方公裏，河道高程由海拔1.000米降至400米。中遊北段穿越黃土高原，氣候幹旱，水土流失嚴重。黃土高原是黃河流域的主要產沙區，每年產沙超過10億噸。細節描述如下。中遊南段主要支流為汾河和渭河。這兩個盆地的氣候和降雨都很有利。自古以來，農業發達，人口密集，文明繁榮。它是中國古代文化和經濟的發祥地，獲得了“中國文化搖籃”的稱號。
中遊黃河年入流量247億立方米，但采用量只有62億立方米。這是壹個“供大於求”的水資源區，卻是壹個產沙區，有大量泥沙流入黃河，大部分水資源浪費在了運沙入海的包袱上。預計每年輸沙需水量為200-240億立方米，是目前黃河年入海流量323億立方米的主要部分。
黃河下遊流域面積很小，只有兩岸大堤內的灘地和泰山北麓的高地。流域兩岸地區人口密集，農業發達，對河水的需求量很大。目前年來水量為21億立方米，而采用量為88億立方米。隨著近年來經濟的發展，對供水的需求越來越大，黃河水資源已經不堪重負。如果用水方式得不到有效調整，預計2000年黃河流域每年將缺水6543.8+0.6億立方米。
黃河下遊洪水頻發。在過去的兩百年裏，發生過三次毀滅性的洪水。1843年，黃河遭遇“千年壹遇”的洪水，決堤開封。於是，黃河從泰山北路(即所謂的“明清古道”)由泰山南路改道至渤海灣，成為壹條現存的河流。後來1933，大堤延伸段沿線54處出現險情，淹沒11，000平方公裏，轉移人口三百多萬。兩年後，山東大堤決口，淹沒1.2萬平方公裏土地，災民達300萬人。