我国西北广大的干燥地区，降水量较小而蒸发量却大得惊人。在那里，地面上的河流稀少，有时有水，有时干枯，而且绝大部分流不了多远，就被异常干渴的土地所吸收，好像被割去了尾巴，成为有头无尾的“瞎尾河”（内流河的一种）。可是，位于沙漠广布的塔里木盆地北部的塔里木河，全长竟达2 179公里，其长度仅次于长江、黄河、黑龙江，比珠江的干流西江还要长50公里，居全国第四位，是我国最长的一条内流河，流域面积约为35万平方公里。
为什么在这样干燥的地区，竟有这样长的河流呢？原来，塔里木河的源头出自西天山、西昆仓山和喀喇昆仑山。这些山山体高大，山顶终年积雪覆盖，冰川广布，成了溪流水源的“母亲”。众多的溪流，沿途汇集，由小到大，互相补充，从而就汇成一条巨大的内陆河流。“塔里木”河之所以称为“众水之汇”，就是这样形成和得名的。塔里木河主要是源于高山之雪，从而只有夏季气温升高时，冰雪才能消融，溪流淙淙，不断下注，补给河流。在夏季干旱季节，越是天空碧蓝，日照强烈时，高山上融雪越多，塔里木河的水量就越容易增加。
所以住在这里的人们，每当农业需要水时，不盼阴天盼睛天，这和我国其他广大地区是截然不同的。
塔里木河主要有三大源流。北面的阿克苏河，发源于天山山脉中山势最高的汗腾格里峰及托木尔峰，水量十分丰富。塔里木河的水，有60%—80％是这条河供给的。南面的和田河，发源于山势高大的西昆仑山，河长806公里。上游水量也很丰富，只是由于横穿400公里宽的塔克拉玛干大沙漠，沿途因灌溉、蒸发和渗漏，水量消耗很大，只有在洪水期才有水流进塔里木河。但是，它供应的水量，仍占塔里木河总水量的10%—30％。在这两条河流之间，是最长的源流叶尔羌河。它发源于喀喇昆仑山和帕米尔高原，河长1 079公里，塔里木河的水量也很丰富，但也因一路上灌溉用水消耗很多，所以，只在每年7月—9月洪水期，才有少量的水注入塔里木河，供水量仅占塔里木河总水量的4—5％。
三大支流汇合以后，始称塔里木河。它先是向东，然后向东南流入塔里木盆地东南部的台特马湖，长1 100公里。