Formalios Žeimenos upės versmės – Žeimenų ežeras. Ji teka Žeimenos smėlingąja lyguma, o jos intakų aukštupiai drenuoja Aukštaičių ir Švenčionių aukštumų pašlaites. Žeimenos baseinas pasižymi itin dideliu ežerų skaičiumi: iš viso baseine yra 479 ežerai, didesni kaip 0,5 ha, jų suminis plotas sudaro 180 km2 (ežeringumas 6,4 %). Tuo tarpu upių tinklo tankumas mažas – tik 0,47 km/km2. Gamtinių sąlygų kompleksas palankus formuotis požeminiams vandenims: miškingumas 31 %, lengvos mechaninės sudėties gruntai dengia 76 % baseino paviršiaus.

Nors Žeimenos baseinas sudaro 11 % Neries baseino ploto, jis formuoja apie 25 % metinio nuotėkio. Metinio nuotėkio hidromodulis Žeimenos aukštupyje yra 7,1 l/s iš km2, žemupyje – 8,2 l/s iš km2.
Žeimena yra viena švariausių didesnių Lietuvos upių, ypač švarios yra Būka (Žeimenos intakas) ir Švogina (įteka į Dringio ežerą).
Žeimenos pabaseinio pagrindinių upių ilgiai ir baseinų plotai:
|
Upė |
Vyresnė upė |
Ilgis, km |
Baseino plotas, km2 |
|
Žeimena |
Neris |
79,6 |
2792,7 |
|
Kiauna |
Žeimena |
15,9 |
301,3 |
|
Lakaja |
Žeimena |
29,1 |
432,1 |
|
Saria |
Žeimena |
27,9 |
78,7 |
|
Mera-Kūna |
Žeimena |
60,2 |
204,4 |
|
Dubinga |
Žeimena |
17,8 |
410,4 |
|
Šakarvos upelis |
Žeimenų ež. (Žeimenos) |
0,1 |
495,4 |
|
Kretuona |
Žeimenų ež. (Žeimenos) |
2,3 |
157,1 |
|
Dumblys |
Šakarvos upelio |
1,1 |
317,7 |
|
Dringykščia |
Šakarvos upelio |
0,6 |
149,9 |
|
Dumblynė |
Dringykščio ež. (Dringykščios) |
0,7 |
148,1 |
|
Švogina |
Dringio ež. (Dumblynės) |
14,8 |
82,7 |
|
Alksnelė |
Linkmeno ež. (Dumblio) |
0,03 |
130,9 |
|
Asėka |
Linkmeno ež. (Dumblio) |
0,6 |
183,0 |
|
Srovė |
Asėko ež. (Asėkos) |
5,5 |
179,2 |
|
Būka |
Baluošo ež. (Srovės) |
8,1 |
145,8 |
|
Aiseta |
Kiauno ež. (Kiaunos) |
3,7 |
231,2 |
|
Peršokšna-Dumblė |
Lakaja |
26,4 |
105,3 |
|
Spengla |
Dubinga |
10,8 |
135,1 |


