Название «Донец» происходит от уменьшительного слова «Дон», а «Северский» — потому, что исток реки находился в Северской земле — земле союза славянских племён — северян.

 
Общая протяжённость реки составляет 1053 км. В пределах Белгородской области — 110 км. Северский Донец берёт начало на Среднерусской возвышенности около села Подольхи в Прохоровском районе Белгородской области. От истоков до Белгорода река течёт в юго-западном направлении и имеет лишь правые притоки. Ниже Белгорода река резко меняет направление на юго-восточное и до границы с Украиной принимает одни левые притоки, кроме Топлинки. Южнее Белгорода и далее вниз по течению русло постепенно расширяется, и Северский Донец превращается в мощную полноводную реку.

 
Ширина русла в основном колеблется от 30 до 70 м, иногда достигая 100—200 м, а в зоне водохранилищ — 4 км. Дно русла преимущественно песчаное, местами меловое или илистое, неровное, с колебанием глубины от 0,3 м на перекатах до 10 м на плёсах. Является важнейшим источником воды для городов Харьков, Донецк, Луганск и др.

 
В настоящее время Северский Донец судоходен от российского города Донецка (Ростовская область), расположенного в 222 км от устья. В XVII веке Северский Донец был судоходен от Белгорода.
Пойма реки покрыта заливными лугами, частично заболочена и поросла камышом и тростником. В Северском Донце водится около 40 вид рыб. Наиболее распространены окунь, плотва, краснопёрка, лещ, судак, сом, щука.

На берегах реки, в пойменных болотах можно встретить водяную лягушку, жерлянку, обыкновенных и гребенчатых тритонов, реже встречаются обыкновенный и водяной ужи, а также болотная черепаха. Из птиц самая многочисленная группа утки, также распространены цапли и кулики. Из млекопитающих в бассейне реки можно встретить речного бобра, речных выдр, норок, ласк, степных и лесных хорьков.