رودخانه کرخه از مناطق میانی و جنوب‌غربی رشته کوه‌های زاگرس در نواحی غرب و شمال غرب کشور سرچشمه گرفته و پس از طی مسافتی در حدود 900 کیلومتر در امتداد شمال به جنوب، سرانجام در مرز مشترک ایران و عراق به مرداب هورالعظیم می‌رسد.
رودخانه کرخه پس از رودخانه‌های کارون و دز سومین رودخانه بزرگ ایران از نقطه نظر آبدهی محسوب می‌شود.
حوزه آبریز رودخانه کرخه به وسعت حدود 43 هزار کیلومتر مربع، بین 46 درجه و 57 دقیقه تا 49 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و 31 درجه و 48 دقیقه تا 34 درجه و 58 دقیقه عرض شمالی واقع شده و شامل استان‌های همدان، کرمانشاه، کردستان، ایلام، لرستان و خوزستان است.
رودخانه کرخه از شمال به سوی جنوب جریان دارد و پس از گذر از کنار آثار شوش باستان به سوی غرب تغییر مسیر می‌دهد. در 40 کیلومتری شمال اهواز مسیر آن دوباره تغییر کرده و وارد عراق می‌شود.
کرخه در عراق به رودخانه‌ای که از پیوستن دجله و فرات پدید آمده می‌پیوندد.
بزرگترین سد ایران روی رود کرخه ساخته شده و سد کرخه نام دارد. نام کرخه نامی بسیار باستانی است و نام منطقه و حکومتی کهن در جنوب خوزستان بوده‌است.
سد کرخه یکی از بزرگترین سدهای خاکی دنیا و بزرگترین سد خاکی ایران و خاورمیانه است. این سد بر رودخانه کرخه در ۲۲ کیلومتری شمال غربی شهرستان اندیمشک در استان خوزستان ساخته شده است.
سرشاخه‌های اصلی تشکیل دهنده رودخانه کرخه، رودخانه‌های سیمره، کشکان، قره سو، گاماسیاب و چرداول هستند.