湄公河流域位於亞洲熱帶季風區的中心帶，5月~9月底受來自海上的西南季風影響，潮濕多雨，5月~10月為雨季，11月~次年的3月中旬受來自大陸的東北季風影響，幹燥少雨，11月~次年4月為旱季。
雨季時期內，強度很大、曆時較短、影響範圍較小的雷雨出現很頻繁；而曆時較長，範圍也較大的降雨則在9月最頻繁，嚴重時可引起洪水泛濫，但影響範圍大多隻局限於三角洲地區和流域西部。由於降雨季節的分布不均勻，所以流域各地每年都要經曆一次強度和曆時不同的幹旱災害。
湄公河流域氣溫變化較小，平均最高氣溫為30℃，最低平均氣溫為15℃左右。湄公河流域的徑流多來自降雨並隨季風造成的季節降雨的差異而相應變化。4月水量通常在最低點，而5月或6月，隨著帶雨季風從南部的移入，水量開始增加。在上遊，8月或9月即可達到最高水位，在南部河段，遲至10月才達到最高水位。
湄公河多年平均入海水量為4750億立方米，其中水能理論蘊藏量為5800萬千瓦，可開發的水能估計為3700萬千瓦，年發電量約為1800億千瓦/時，其中的33%在柬埔寨、51%在老撾。而目前，已開發的水能還不到1%。
湄公河畔的“金三角”
湄公河是東南亞五國政治、經濟、文化的大動脈，其中有許多重要城市、港口和商貿重鎮都坐落在湄公河畔。河流下遊居住著四國1/3的人口，那裏幾乎所有的人都從事農業——水稻作物。所以它的下遊孕育了世界最大的糧倉——湄公河糧倉，聞名全球的四大米市都位於湄公河畔。緊靠岸邊的“金三角”，從前以種植、製造、販賣鴉片而聞名於世，而如今已變成泰國的旅遊勝地，每年都吸引著眾多遊人前去觀光。
臭名昭著的“金三角”位於湄公河從中國雲南景洪出境，擦緬甸邊境而過的河岸南邊，以前全世界大部分的鴉片都來自這裏。由於近年來，中、泰、緬三國政府對“金三角”地區的聯手打擊與整治，最終消滅了毒梟；並在三國政府的合作下，大力發展了“金三角”的旅遊業，大批遊客的到來，真正意義上促進了“金三角”的經濟發展，使得它成為了名副其實的金三角。
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湄公河上最大的孔瀑布坐落於老撾境內，靠近柬埔寨邊境，孔瀑布很寬，寬達10千米，洪汛季節落差15米，枯水季落差24米。瀑布飛流直下，似萬馬奔騰，回旋呼嘯，場麵極為壯觀。整座瀑布被石碓分成兩部分，西邊地勢較高，枯水期斷流，東邊是帕平瀑布。湄公河水流過孔瀑布後，便進入柬埔寨境內，而孔瀑布的存在無疑為老撾境內的湄公河畫上了一個完美的句號。