长江的起源可以追溯到距今1.4亿年前的侏罗纪时期的燕山运动，在长江上游形成了唐古拉山脉，青藏高原缓缓抬高，形成许多高山深谷、洼地和裂谷。长江中下游大别山和川鄂间巫山等山脉隆起，四川盆地凹陷，古地中海进一步向西部退缩。距今1亿年前的白垩纪时，四川盆地缓慢上升，夷平作用不断发展，云梦、洞庭盆地继续下沉。到了距今3000-4000万年前的始新世，发生强烈的喜马拉雅山运动，青藏高原隆起，古地中海消失，长江流域普遍间歇上升。其上升程度，东部缓缓，西部急剧。金沙江两岸高山突起，青藏高原和云贵高原显着抬升，同时形成了一些断陷盆地。河流的强烈下切作用，出现了许多深邃险峻的峡谷，原来自北往南流的水系相互归并顺折向东流。长江中下游上升幅度较小，形成中、低山和丘陵，低凹地带下沉为平原（如两湖平原、南襄平原、都阳平原、苏皖平原等）。到了距今300万年前时，喜马拉雅山强烈隆起，长江流域西部进一步抬高。从湖北伸向四川盆地的古长江溯源浸蚀作用加快，切穿巫山，使东西古长江贯通一气，江水浩浩荡荡，注入东海，今日之长江形成。
长江的源头
长江的源头位于青藏高原唐古拉山脉东段，具体来说，长江的正源是当曲，发源于唐古拉山东段霞舍日阿巴山东麓的高山沼泽。长江源区水系主要由北支楚玛尔河水系、西支沱沱河水系、南支当曲水系组成。关于正源的争论，1976年科考曾认为西源沱沱河为长江正源。2008年科考队根据遥感卫星探测计算以及多支探险队测量，长江南源当曲最长，流域面积最大，水量为长江各源头之最。当曲发源于唐古拉山东段霞舍日阿巴山东麓的高山沼泽，是长江的真正源头。
长江的三源
长江有三源，分别是正源沱沱河、南源当曲、北源楚玛尔河。沱沱河发源于唐古拉山脉主峰各拉丹冬雪山西南侧的冰川中，当曲发源于唐古拉山脉东段北支霞舍日阿巴山东北麓，楚玛尔河在藏语中意为“红水河”，有西北大地之血之称，有北、西两源。
长江源头的生态系统
长江源生态系统的敏感性和脆弱性，使其在全球生态体系中，具有不可替代的重要意义与科研价值。从青藏高原发源的长江，每年从江源输送的水量约170多亿立方米。长江三源生态系统健康与否，直接影响长江上游干流水量多少、水质好坏，“只有源头活水，才能确保一江清水向东流”。
根据2023年7月1日的消息，长江流域水工程联合调度运用计划中纳入联合调度的水工程总数由111座（处）增至125座（处）。这些水工程包括水库、水闸、引调水工程、排涝泵站和蓄滞洪区等。
长江流域的主要水利工程
1.三峡水电站：世界上规模最大的水电站，具有防洪、航运、发电、养殖、旅游等多种功能。
2.葛洲坝水电站：长江上第一座大型水电站，具有发电、改善峡江航道等功能。
3.二滩水电站：位于四川省攀枝花市，主要功能为发电。
4.丹江口水利枢纽：具有防洪、发电、灌溉、航运及水产养殖等综合效益，是南水北调中线工程的重要水源。
长江上游的水利工程
长江上游已建成的水坝已达29座，还有一些还在规划中。这些水坝包括金沙江上游的3座水坝、金沙江中游的10座大坝，以及着名的三峡大坝和葛洲坝。
长江流域的水库
长江流域的水库工程数量众多，其中大型水库282座，中型水库1543座，小型水库座。这些水库的总库容为3606.89亿立方米，具有防洪、发电、供水、灌溉、航运、养殖、旅游等多种效益。
长江河流的水利工程数量众多，种类丰富，包括水电站、水库、水闸等多种类型，这些工程对于长江流域的防洪、供水、生态、发电、航运等方面都有着重要的意义。
长江作为中国的母亲河，历史上发生过两次断流事件，这一现象引起了广泛的关注和研究。以下是对这两次断流事件的详细描述：
1342年长江断流事件
1.时间和地点：1342年，江苏省泰兴县（现在泰兴市）内。
2.事件经过：千万年从未断流的长江水一夜之间忽然枯竭见底，次日沿岸居民纷纷下江拾取遗物。突然江潮骤然而至，淹死了很多人。
1954年长江断流事件
1.时间和地点：1954年1月13日下午4时许，江苏省泰兴县。
2.事件经过：天色苍黄，江水突然出现枯竭断流，江上的航轮搁浅，历经两个多小时，江水汹涌而下。
1.北纬30度的说法：长江断流的发生地江苏省泰兴县，地处北纬32.10°，正好是地球上的北纬30°附近，这一纬度线上有许多奇妙的自然景观和神秘现象。
2.地球板块位移说：支持此说法的学者认为，长江泰兴段，正好位于一处远古时期板块相撞的隆起位置，在特定的时期，隆起位置出现了破损，把长江水给吸进去了。
3.神秘的大裂谷：有学者认为，在我国东部沿海地区的地下，有一条远古时期形成的大裂谷，从北到南横跨山东、江苏两省。这条大裂谷非常神奇，除了江苏省泰兴县发生的长江断流现象之外，它还出现过其它神秘的事情。
长江断流事件是一个未解之谜，科学家们提出了多种可能的解释，但至今没有确凿的证据来证实任何一种说法。这一现象仍然是科学家们研究的课题，希望未来的研究能够揭开长江断流现象的神秘面纱。
长江作为中国的母亲河，历史上发生过多次严重的洪水灾害。以下是一些历史上比较大的长江洪水事件：
1870年长江洪水
1870年7～8月，中国长江上、中游发生了一次特大洪水。这场洪水是长江自1153年以来发生的最大洪水。洪水受灾范围从四川盆地到长江中游平原湖区，约3万平方千米的地区被洪水淹没，湖北有30多个州县、湖南有20多个州县遭受严重洪水灾害。
1931年长江洪水
1931年夏季，长江流域各省普降暴雨，川水东下与长江中下游洪水相遇。干流漫溢决口354处，沿岸城市均浸泡在水中。汉口市区浸泡竟达百日，市区行驶大小船只2200余只。浮尸漂流，陆地行舟，病疫流行，百姓背井逃荒，惨不忍睹。武汉三镇死于洪水、饥饿、瘟疫的灾民达3万余人。荆江两岸多处溃堤，洪水横流，一片汪洋。湖北省灾民共达800余万人，死亡约6.5万人。洞庭湖水系的湘、资、沅、澧四水67个县(市)受灾溃决堤垸1600余处，淹田近760万亩，受灾人口630余万人，死亡人口达5万多。
1935年长江洪水
1935年长江流域再次发生特大区域性洪灾。湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江六省均受灾，湖北、湖南灾情最重。江汉平原53个县市受灾，受淹农田2264万亩，受灾人口1003万人，死亡14.2万人，损毁房屋40.6万间。汉江流域自光化、谷城、襄阳、宜城以下沿江一带尽称泽国，曾有一夜淹死8万人的悲惨记载。
这些历史上的长江洪水事件给当地人民带来了巨大的灾难和损失，也促使了中国政府在后来的水利建设和防洪措施上的不断努力和改进。
长江的源头位于青藏高原唐古拉山脉东段，具体来说，长江的正源是当曲，发源于唐古拉山东段霞舍日阿巴山东麓的高山沼泽。当曲的长度为360.34公里，流域面积30,219平方公里，水量为长江各源头之最。
长江源头的历史考察
1.早期认知：在历史上，人们对长江源头的认识经历了一个漫长的过程。古代的《尚书·禹贡》曾把发源于岷山的嘉陵江、岷江当作长江上源，即“岷山导江”、“江源于岷”的说法。
2.明代考察：到了明代，着名地理学家徐霞客溯金沙江而上，发现金沙江是长江的上源，但未能找到真正的发源地。
3.清代考察：清代时，人们对长江上源的水系有了进一步认识，但对江源的认识还比较模糊。
4.现代考察：新中国成立后，1976年科考曾认为西源沱沱河为长江正源。但随着2008年科考队的进一步考察，发现长江南源当曲最长，流域面积最大，水量为长江各源头之最，因此当曲被确认为长江的真正源头。