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.

Didesnės raiškos žemėlapis

     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 pagrindinės upės: