斐伊川水系との分水嶺[28]。広島県道23号中山峠。高梁川水系との分水嶺[28]。地質の基盤は流紋岩が広い範囲で分布する[29][16]。これに花崗岩が貫入する[29][16]。風化した花崗岩内に含まれる砂鉄を用いて、かつて流域の広い範囲でたたら製鉄が行われていた[30]。吉舎安山岩が広く分布する[29][16]。ごろ三次・庄原つまり江の川上流域は海の中(古瀬戸内海)であったと考えられている[31]。河口部は三群変成岩で形成されている[29][16]。島根県では石州瓦が生産されているが、その瓦粘土の一つである都野津層はこの流域では支流部で小規模に分布する[29]。瀬戸内海式気候、そして中国山地が山岳気候になる[16]。中国山地より南側にあたる江の川上流域の大部分は内陸性気候が現れる[32]。これに冬には日本海から季節風が流れ込むため、その吹き込み口で江の川関門と呼ばれる中流域は厳しい気象となる[32]。