古长江形成于远古时代，长江流域的绝大部被海水所淹没。今长江的形成发在距今1.4亿年前的侏罗纪时的燕山运动，在长江游形成了唐古拉山脉，青藏高原缓缓抬高，形成许多高山深谷、洼地和裂谷。到了距今3000万年前时，喜马拉雅山强烈隆起，长江流域西部进一步抬高。在地势作用下，向西流的那支古长江开始向东流去，形成了现今的长江。从湖北伸向四川盆地的古长江溯源浸蚀作用加快，切穿巫山，使东西古长江贯通，在四川宜宾岷江和金沙江汇合为长江。
长江是中国水量最丰富的河流，水资源总量9616亿立方米，约占全国河流径流总量的36%，为黄河的20倍。在世界仅次于赤道雨林地带的亚马孙河和刚果河（扎伊尔河），居第三位。长江流域气候温暖，雨量丰沛，由于幅员辽阔，地形变化大，因此有着多种多样的气候类型。也经常发生洪、涝、旱、冰雹等自然灾害。
