巴拉那河是南美洲仅次于亚马逊河的第二大河，始于源流格兰德河和巴拉那伊巴河交汇处，向西南流，经巴西中南部至瓜伊拉，而后穿行于巴西与巴拉圭之间，过科连特斯进入阿根廷，先往西南再往东南流与乌拉圭河汇合后称拉普拉塔河，最后注入大西洋。
从源流巴拉那伊巴河算起，拉普拉塔河—巴拉那河全长4100千米，其中巴拉那河干流全长2580千米，拉普拉塔河入海口段长320千米。总流域面积310．3万平方千米，其中巴拉那河占260．5万平方千米，乌拉圭河占36．5万平方千米，拉普拉塔河口段占13万平方千米。拉普拉塔河入海口多年平均流量25370立方米/秒，年径流量8000亿立方米。
巴拉那河干支流流经南美洲巴西、玻利维亚、巴拉圭、乌拉圭和阿根廷等5个国家，由其上源格兰德河与巴拉那伊巴河、巴拉那河干流及其支流以及拉普拉塔河组成。其主要支流包括铁特河、巴拉那帕内马河、伊瓜苏河、萨拉多河、巴拉圭河及乌拉圭河等。
从巴西格兰德河和巴拉那伊巴河在米纳斯吉拉斯州与马托格罗索州交界处的汇流处（南纬20°）起，下至巴拉圭河口为巴那拉河的上游河段，中游河段则是从巴拉圭河口至阿根廷的圣非市（或巴拉那市），从圣非至拉普拉塔河河口为下游河段，中、下游河段均流经阿根廷。
格兰德河是巴拉那河的源流之一，发源于巴西东南部近海的曼蒂凯拉山西北坡博凯纳附近，由东向西流，与巴拉那伊巴汇合后注入巴拉那河。河流全长1300千米，流域面积14．3万平方千米，多年平均流量2100立方米/秒，年均径流量662亿立方米，整个流域主要在巴西东南部的圣保罗州和米纳斯吉拉斯州境内，距圣保罗和里约热内卢两座大城市较近。
巴拉那伊巴河是巴拉那河的另一条重要源流，发源于巴西东南部米纳斯吉拉斯州境内巴拉那伊巴河畔卡尔穆附近，由东向西流，然后转南在鲁比内亚附近注入巴拉那河。该河全长1200千米，流域面积23．8万平方千米，多年平均流量3000立方米/秒，年均径流量946亿立方米，其上游多为高山峻岭，河床坡度较大。
铁特河发源于巴西东南近海的马尔山西北坡里奥克拉鲁水库，离圣保罗市东约50千米，自东南至西北方向横贯圣保罗州，最后在特雷斯拉瓜斯市东北约30千米处注入巴拉那河上游，全程都在巴西境内，河流长约1050千米，流域面积7．17万平方千米，多年平均流量700立方米/秒，年均径流量221亿立方米。
巴拉那帕内马河全程都在巴西境内，发源于东南部近海的巴拉那皮亚卡巴山西北坡南皮拉尔附近。河流长约600千米，流域面积10万平方千米，多年平均流量1100立方米/秒，年均径流量347亿立方米，在圣何塞港附近汇入巴拉那河。
伊瓜苏河是巴拉那河中游的一条重要支流，发源于巴西东南部近海的马尔山西北坡库里提巴市附近，由东向西流，在巴西、巴拉圭和阿根廷三国交界之处的伊瓜苏市汇入巴拉那河。该河全部在巴西境内，全长1320千米，流域面积6．9万平方千米，多年平均流量1400立方米/秒，多年年均径流量442亿立方米。伊瓜苏河落差大于800米，沿河有70个瀑布，最大的伊瓜苏瀑布高82米，距河口仅23千米。由于受大西洋、太平洋气候影响，河水流量较大，流域内水量分配极不均匀。
萨拉多河发源于阿根廷萨尔塔省、卡塔马卡省和图库曼省三省交界处，源流叫特塞罗河，上游干流叫帕萨赫河。干流先由南向北流，至冈萨雷斯以后由北朝东南方向流，在圣菲市附近注入巴拉那河。河流全长约1500千米，流域面积80万平方千米，多年平均流量38立方米/秒，年均径流量12亿立方米。
乌拉圭河，发源于巴西南部近海的山区，从东向西流至巴西与阿根廷边界，然后转南沿两国边界，再流经阿根廷与乌拉圭边界，最后汇入拉普拉塔河。乌拉圭河全长2200千米，流域面积36．5万平方千米，多年平均流量4600立方米/秒，年均径流量1451亿立方米，年均输沙量1700万吨。
巴拉那河流域位于西经66°36′—34°05′、南纬14°13′—35°之间，其上、中、下游各具特色：上游石滩多、中游比降大、下游河段及其右岸支流属典型的平原河流，比降不大，河滩开阔。
流域上游大部分地区海拔接近1000米，多为丘陵和山地，往南地势逐渐平坦，在巴拉那伊巴河下游地区，海拔仅400米左右，至斯特罗埃斯纳总统港一带，海拔仅约200米。巴拉那河从其源头至瓜伊拉瀑布的上游区间，长约600千米，水面坡降大都十分平缓。到了中游河段，即进入巴西与巴拉圭两国界河段时，由于遭遇到马拉卡儒山，巴拉那河河床扩展为一个宽4千米、长7千米的湖泊，瓜伊拉港就在南湖滨上。河水越过马拉卡儒山后急速下泄，形成著名的瓜伊拉瀑布（亦称塞特凯达斯瀑布），其水量极大，洪水期下泄的水量相当于尼亚加拉瀑布的8倍。其后进入长3．2千米、平均宽59．7米、平均深达100米的峡谷地段。峡谷段以下河道比较宽阔，两岸高程较低，至瓜伊拉瀑布下游约59．5千米的巴西门德斯港处，峡谷宽度达150米，深度仅89．9米；到了阿根廷的波萨达斯，巴拉那河宽度超过2．4千米，而且河道弯曲，河中不时出现相当大的沙洲、湍滩和玄武岩露头，对航运有不利影响。在阿皮佩险滩，河道水深只有1．22米—1．83米。科连特斯以下，即进入下游河段后，则呈现弯曲型的平原河流，河道宽阔，比降较小。
巴拉圭河与巴拉那河的下游沿岸由于受地形影响，排水困难，多沼泽、湿地。
两岸的洪泛区面积近10万平方千米，特别是圣非至河口段，有一面积达13986平方千米（宽14．48千米—69千米）、与河道平行的地带长期淹没在河水之下。河口三角洲上游端宽约17．7千米，下游端宽约64．4千米，面积接近1．5万平方千米，以每年平均约70米的速度延伸，年淤积量约1．65亿吨。河道在三角洲分成许多岔道流入拉普拉塔河。拉普拉塔河主河道长仅320千米左右，河道极宽，深度不大，由于地面沉陷，未形成三角洲，入海处则成为一个巨型的三角港。
巴拉那河流域在巴西南部和东南部的大部分地区地质均一，都由很厚的玄武岩喷发层所构成，并几乎水平而均匀地夹杂着角砾岩层。巴拉那河及其支流两岸覆盖着粘土或沙质粘土残积土。
巴拉那河流域北部为热带气候，夏季（12—5月）多雨，冬季（7—11月）干旱。中、下游地区属温和湿润的亚热带气候，夏季炎热、冬季较冷。伊瓜苏河流域的一些地区年平均气温为14℃，由伊瓜苏瀑布往北沿巴拉那河流域一些低地和向西到该流域的边界，年平均气温增至22℃。
伊瓜苏河口以上，巴拉那河流域平均年降水量从1200毫米（巴拉那帕内马河流域上游地区和铁特河流域）增至2400毫米（伊瓜苏河支流绍平河地区）。沿巴拉那河，海拔在200米—400米的地区，降雨量平均约1300毫米。流域上游边界大部分地区，地面海拔较高，降雨量为1600毫米左右。伊瓜苏瀑布以上平均年降雨量1400毫米左右。中、下游地区雨量太大，且无季节性差别，但在阿根廷的密西昂奈斯地区为1676．4毫米，而在河口三角洲只有990．6毫米。
巴拉那河流域年均降水深1240毫米，降水总量37000亿立方米，其中32000亿立方米来源于海洋，其余5000亿立方米属于流域内水气循环，仅占总降水量的14%。
巴拉那河上游河水流速随河道的宽窄变化而变化，在瓜伊拉瀑布以上，流速较慢；而在瀑布下游的峡谷河段，流速则急剧增大。狭窄河段以下至阿根廷的波萨达斯一段，流速逐渐减小，但在其下游河段，由于有一连串急流、险滩，流速又增大。科连特斯以下，流速又变慢，直到拉普拉塔河，平均流速稳定在1．12米/秒左右。
巴拉那河河口流量17700立方米/秒，年径流总量约5582亿立方米，实测最大流量64987．5立方米/秒（1905年），最小流量2446．6立方米/秒（1945年），丰水期（11月—次年2月）平均流量为44956立方米/秒，枯水期（8—9月）平均流量为6192．9立方米/秒。上游支流巴拉圭河的径流量占巴拉那河总径流量的25%。通常情况下，巴拉那河上游与巴拉圭河不会同时出现洪峰流量。巴拉那河上游洪峰流量发生在11月—次年2月份，巴拉圭河则发生在3—5月份。1905年，由于两河在同一时期达到其最高水位，曾造成巴拉那河下游地区洪水严重泛滥。