Nace a más de 2 000 m alt, en el municipio de Sallagosa (Alta Cerdanya). Tiene una longitud de 265 km y desemboca en el Ebro.Los afluentes principales son la Valira, la Noguera Pallaresa, la Noguera Ribagorçana y el Cinca. Pasa por Seu d'Urgell, Balaguer y Lleida.

En su curso encontramos los pantanos de Oliana y el de Rialb.Las aguas del Segre son aprovechadas para la producción de energía eléctrica y para el riego, sobretodo, con el canal de Urgell.