As águas do São Francisco e de seus afluentes que formam a rede hidrográfica do São Francisco,  apresentam boa potabilidade, demandando, apenas, tratamento convencional para abastecimento humano, embora venham sofrendo descargas pontuais de detritos poluentes. Para irrigação, a água do curso principal é considerada ótima, com baixa condutividade elétrica (sem perigo de provocar salinização do solo) e baixa relação de absorção de sódio (sem perigo de provocar sodificação do solo), tendo sido classificada como C1S1, segundo o método do Laboratório de Salinidade do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

As maiores declividades são encontradas nas cabeceiras e nas proximidades da foz. Nos primeiros 120 km, há um desnível de 250 m; nos seguintes 360 km, até Três Marias, outros 180 m. Daí até Sobradinho, em 1.416 km, desce 176 m. No trecho entre Paulo Afonso (284 km da foz) e Pão de Açúcar (171 km da foz), o Rio cai mais de 300 m: é o trecho das grandes quedas. No percurso, encontram-se diversas estações fluviométricas, apresentando vazões variáveis durante o ano. Daí em diante, segue tranqüilo em direção ao Atlântico.

Com relação às vazões dos afluentes, registra-se que:

•  há uma grande diferença, nos meses de cheias, entre a média das máximas e a das mínimas, cuja vazão atinge 11 - mês de janeiro nos rios Jequitaí e Paracatu 
• há uma relativa estabilidade nos caudais médios mensais, quando comparado o mês de cheias com o de maior estiagem nos afluentes da margem esquerda;os afluentes da margem direita apresentam menor estabilidade 
• o rio Grande, cuja desembocadura no São Francisco situa-se a 1.178 km da foz deste no Atlântico, é, na prática, o último afluente permanente de vazão significativa 
• ou seja, as contribuições ao São Francisco concentram-se na sua metade inicial do seu curso 
• e os afluentes do São Francisco, a jusante do rio Grande são praticamente intermitentes 
• situados no Polígono das Secas, secam e produzem grandes torrentes, condicionados pela pluviosidade.