Длина 686 км, площадь бассейна 42,5 тыс. км². Средний расход воды в 185 км от устья, у города Коврова, равняется 147 м ³/с. Питание преимущественно снеговое. Замерзает в ноябре, вскрывается в первой половине апреля.
У впадения в Клязьминское водохранилище ширина реки достигает 12 м.
Далее протекает через Клязьминское и Пироговское водохранилища. Ниже названных водохранилищ сток Клязьмы регулируется, ширина её у платформы Клязьма железной дороги Москва — Ярославль — около 20 м. Течёт в основном по Мещёрской низменности. В пределах Мещёры правый берег реки значительно ниже левого. Ниже устья Тезы по низкому левому берегу начинается Балахнинская низменность, по правому — крутой берег (до 90 метров) , относящийся к Гороховецкому отрогу Цнинского вала. Ширина в Ногинске — 50 м, во Владимире — 130 м. Кое-где Клязьма имеет ширину, превышающую 200 м. Максимальная глубина 8 м, преобладает небольшая (1—2 м) . Местами река прорезает известняковые толщи. Дно глинистое, местами песчаное.
На левом берегу между Ковровом и устьем Тезы расположен Государственный природный заказник «Клязьминский» (до 1978 года здесь были 2 боброво-выхухолевых заказника местного значения: Южский в Ивановской и Ковровский во Владимирской области) .
