Sırdərya çayı Fərqanə vadisinin şərq hissəsində Narın çayının və Qaradərya çayının qovuşmasıyla yaranır. Sırdərya çayının mənbəyi dağlıq hissədə formalaşır. Əsasən qar suları ilə, qismən də yağış, yeraltı sular ilə qidalanır.

Çay Fərqanə vadisindən və Fərhad dağlarından (dib eroziya) keçdikdən sonra enli (düzənliklərdə yan eroziya üstün olduğu üçün) axır. Ac çöl sahəsində 14.7 km eninə genişlənir.

Sırdərya çayı aşağı axarlarda — Qızılqum səhrasında şərq və şimal kənarları üzrə axır; çay yatağı burada əyri-üyrü və daimi olmayandır, qış və yaz aylarında tez-tez daşqınlar olur. Türküstan şəhərindən keçən hissəsində çayın aşağılarında Josalı rayon mərkəzinə qədər geniş subasar sahə (10–50 km eniylə, uzunluq təxminən 400 kilometr) var, Bu çay kənd təsərrüfatı üçün olduqca əlverişlidir. Belə ki, Sırdərya çayından çəkilmiş kanallar, süni suvarma şəraitində olan yerlərdə, kənd təsərrüfatını inkişaf etdirməyə kömək edir. Bu yerlərdə xüsusilə çəltikçilik, bostançılıq, tərəvəzçilik, bağçılıq inkişaf edib. Bəzi yerlərdə boyunca uzanan tuqay meşələrinə rast gəlinir.

Sırdərya əvvəllər Aral dənizinə tökülürdü. Hal-hazırda, dənizin səviyyəsinin faciəli azalmasına və dənizin iki hissəyə (1989-cu ildə) parçalanmasına görə, çay dənizin ("Kiçik dəniz" hissəsinə) şimal hissəsinə düşür.

Yunan tarixçilərinin əlyazmalarında çayın orta axını "Tanais" adını daşıyırdı. Bu ad skiflərin ərazisindən axan Don-Tanaisa çayından götürülmüşdür. Orta Asiya və Avropada iki Tanaisanın mövcudluğu e.ə II əsirdə qeyd edilmişdi. Yunan yazıçısı Arriananın sözlərinə görə, Sırdərya həmçinin "Yaksart" adını daşıyırdı — bu qədim yerli ad ehtimal edilir ki, yerli saksoniya tayfalarının arasında yayılmışdı.

•  
•  
  Sırdərya çayının peykdən görünüşü
•  
  Sırdəryada. Baykonur şəhəri