Giữa địa hình miền núi Đông Bắc, sông Kỳ Cùng có hướng chảy khác biệt so với phần lớn các dòng sông ở miền Bắc. Thay vì xuôi về phía Đông Nam, dòng sông này chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc, đưa nước từ lãnh thổ Việt Nam sang Trung Quốc.

Với chiều dài khoảng 243km trên lãnh thổ Việt Nam, Kỳ Cùng là con sông lớn nhất tỉnh Lạng Sơn. Theo sách Địa chí Lạng Sơn do Nhà xuất bản Chính trị Quốc gia xuất bản năm 1999, dòng sông có diện tích lưu vực khoảng 6.660km², bắt nguồn từ vùng núi Bắc Xa, thuộc huyện Đình Lập trước đây, ở độ cao khoảng 1.166m so với mực nước biển.

Từ thượng nguồn, sông Kỳ Cùng lần lượt chảy qua các khu vực Lộc Bình, thành phố Lạng Sơn cũ, Văn Quan, Văn Lãng và Tràng Định. Dọc hành trình, dòng sông nhiều lần đổi hướng theo địa hình, tạo thành những khúc uốn lượn. Sau khi đi qua khu vực Thất Khê, sông tiếp tục hướng về phía biên giới Việt Nam - Trung Quốc, chảy sang địa phận Quảng Tây và thuộc lưu vực sông Tây Giang.

Hướng chảy Đông Nam - Tây Bắc là đặc điểm khiến sông Kỳ Cùng thường được nhắc đến như một dòng sông chảy ngược ở miền Bắc. Theo các tài liệu về địa hình và thủy văn lưu vực, dòng sông đi qua máng trũng Lộc Bình - Thất Khê, nằm giữa các vùng núi của khu vực Đông Bắc. Đặc điểm địa hình này chi phối hướng vận động của dòng nước, tạo nên nét khác biệt so với nhiều hệ thống sông khác trong khu vực.

Cảnh quan hai bên sông cũng biến đổi theo địa hình từng đoạn. Tại những khu vực thung lũng rộng, lòng sông mở thoáng, dòng nước chảy qua các cánh đồng và khu dân cư. Trong khi đó, ở những đoạn lòng sông thu hẹp, địa hình bị chia cắt bởi núi đá, dòng nước có thể chảy xiết qua các ghềnh, tạo nên những khúc sông có đặc điểm cảnh quan riêng.

Tại trung tâm Lạng Sơn, Bến đá Kỳ Cùng, còn gọi là Kỳ Cùng Thạch Độ là một địa danh gắn liền với dòng sông. Khu vực này nằm trong quần thể di tích đền Kỳ Cùng và cầu Kỳ Cùng, thuộc địa bàn phường Vĩnh Trại trước đây (nay là phường Đông Kinh).

Theo tư liệu lịch sử được Báo và Phát thanh, Truyền hình Lạng Sơn dẫn lại, Bến đá Kỳ Cùng từng là nơi thuyền bè đưa đón các đoàn sứ bộ Việt Nam và Trung Quốc trong hoạt động bang giao từ thế kỷ X đến thế kỷ XIX. Địa điểm này đồng thời phục vụ hoạt động giao thương của cư dân địa phương.

Cuối thế kỷ XVIII, Đốc trấn Lạng Sơn Ngô Thì Sĩ đã đưa Kỳ Cùng Thạch Độ vào danh sách tám cảnh đẹp của trấn lỵ. Đến năm 1993, di tích Bến đá Kỳ Cùng được xếp hạng di tích cấp quốc gia. Những khối đá tự nhiên nằm rải rác, nhô lên giữa lòng sông tạo nên đặc điểm riêng của khu vực. Khi nước chảy qua, dòng nước va vào các tảng đá, hình thành những dải bọt trắng trên mặt sông.

Qua nhiều thế hệ, sông Kỳ Cùng còn gắn bó với đời sống của cư dân xứ Lạng. Dọc hai bờ sông có nhiều khu dân cư, làng bản của đồng bào Tày, Nùng cùng hệ thống đình, đền, chùa, miếu. Đây cũng là không gian ghi dấu quá trình sinh sống, giao lưu và phát triển của cộng đồng dân cư tại địa phương.

Ngoài đặc điểm về hướng chảy, sông Kỳ Cùng còn có lượng phù sa đáng kể. Trung bình mỗi năm, dòng sông vận chuyển khoảng 628.000 tấn phù sa, tương đương khoảng 1.080g trong mỗi mét khối nước. Lượng phù sa có màu đỏ sẫm, khiến nước sông nhiều thời điểm mang sắc đỏ đậm, được nhận xét là có lúc đỏ hơn cả sông Hồng.

Theo số liệu được cung cấp, sông Kỳ Cùng có trung bình khoảng 5 trận lũ mỗi năm. Lũ không chỉ xuất hiện trong mùa mưa mà đôi khi còn xảy ra vào mùa khô, thường tập trung vào tháng 3 hoặc tháng 10 dương lịch.

Dòng sông cũng gắn với đặc điểm khí hậu mùa đông ở miền Bắc, nhất là hoạt động của gió mùa Đông Bắc. Khu vực ven sông được ghi nhận thường đón các đợt gió mùa sớm và kết thúc rét muộn hơn so với một số khu vực khác.

Ngoài sông Kỳ Cùng, mạng lưới thủy văn của Lạng Sơn còn có các sông Bắc Giang, Bắc Khê, Bản Thín và sông Thương. Trong đó, Bắc Giang và Bắc Khê là những phụ lưu quan trọng của hệ thống sông Kỳ Cùng. Cùng với địa hình núi đồi và các thung lũng, hệ thống sông suối góp phần tạo nên đặc điểm tự nhiên của tỉnh Lạng Sơn nói riêng và khu vực Đông Bắc nói chung.