唐白河是汉江水系中流域面积最大的支流，由唐河与白河汇合而成，干流河长22.6公里，以白河为主源，全长351.9公里，流域面积24590平方公里，平均流量182立方米每秒，年径流量49.2亿立方米，属长江中游降水、径流低值区。
唐白河流域地跨河南、湖北两省中的洛阳、南阳、驻马店、襄阳、随州五个市，主体在南阳境内，流域面积17456平方公里，占整个流域的71%；襄阳市境内4064平方公里，驻马店是境内1633平方公里，随州市境内429平方公里，洛阳市境内337平方公里。
白河发源于洛阳市嵩县伏牛山玉皇顶东麓，流经洛阳、南阳、襄阳三市，在襄阳市双沟镇与唐河汇流，河长329.3公里，流域面积12224平方公里，年径流量30.4亿立方米，平均流量96.3立方米每秒。白河最大的支流为湍河，河长216公里，流域面积4946平方公里，平均流量25.6立方米每秒。
唐河发源于河南省方城县北部七峰山南麓，流经南阳、襄阳两市，河长233公里，流域面积8685平方公里，平均流量67.2立方米每秒，主要支流有泌阳河、三夹河等。
唐白河干流的最大支流是滚河，发源于湖北省枣阳市，河长147公里，流域面积2833平方公里，平均流量20.1立方米每秒。
唐白河河口上游不远处有汉江支流小清河汇入，上游名排子河，发源于河南省淅川县，河长123公里，流域面积2010平方公里，平均流量6.99立方米每秒。