Oblast povodí má protáhlý tvar z jihovýchodu na severozápad. Jihovýchodní část má horský a severozápadní rovinný charakter. Rozvodí je nevýrazné a tak je velikost povodí přijata dohodou. Povodí Syrdarji představuje složitý systém propletených přírodních i umělých vodních toků, kanálů a kolektorů, přičemž délka kanálů a kolektorů značně převyšuje délku říční sítě.
Do horských řek a Syrdarji stéká voda z více než 100 kolektorů a přivaděčů z toho (43 do Karadarji a 45 do Syrdarji). Největší kolektory jsou Sarysu, Karagugon, Severebagdadskij.
Na dolním toku protéká východním okrajem pouštěKyzylkum. Koryto řeky je zde vyzdviženo nad okolní krajinu, je velmi členité a nestálé. Jsou zde časté povodně. Posledním přítokem je Arys. Malé řeky, které stékají ze hřbetu Karatau, do Syrdarji nedotékají. V ústí do Aralského jezera (resp. jeho severní části) vytváří Syrdarjadeltu s mnohými rameny, průtoky, jezery (Kamyslybas) a bažinami. Při menších vodních stavech však vůbec do Aralského jezera nedotéká.
Vodní režim
Velikost průtoku je závislá na vodním režimu v horské části povodí. Zdroj vody je převážně sněhový, v menší míře pak ledovcový a dešťový. Nejvyšší vodnost je na jaře a v létě (od března až dubna do srpna až září). V rovinné části povodí je vodní režim řeky narušen a vodnost se zmenšuje a to především v souvislosti s využíváním vody na zavlažování. Průměrný dlouhodobý průtok je
Průměrný celkový roční průtok řek při odtoku z hor je 37,8 km³ a u Kazalinsku 14,1 km³. Tzn. že se v této oblasti spotřebuje 23,7 km³ vody za rok, neboli 63 % veškeré vody přitékající z hor.
Využití
Soutok Narynu a Karadarji ze satelitu (upravené barvy). Je zde vidět velké plochy obdělávané půdy
