Il Serchio è uno dei principali fiumi della Toscana, il terzo della regione dopo l'Arno e l'Ombrone per lunghezza (111 km), e il secondo per portata media alla foce (46,1 m3/s). Ove si considerino però la regolarità di regime e le portate minime estive, il Serchio, con i suoi 11 m3/s (dei quali quasi metà dovuti al fiume Lima), è di gran lunga il maggiore della regione.
Il ramo principale del Serchio scende dalle pendici del monte Sillano (m. 1.864) e si riunisce al ramo denominato "Serchio di Gramolazzo" presso il comune di Piazza al Serchio.
Percorre la Garfagnana da nord a sud, da Sillano fino a Gallicano, per poi continuare nella Media Valle costeggiando il territorio del Comune di Barga e attraversare quello di Borgo a Mozzano. Più volte sbarrato artificialmente, in questo tratto riceve da destra l'Edron, il Tùrrite Secca, il Tùrrite di Gallicano, il Turrite Cava, il Pedogna e la Celetra; da sinistra il Fiume, il Castiglione, il Sillico, e la Lima, il suo principale affluente che nasce dal Passo dell'Abetone raccogliendo le acque dell'Appennino Pistoiese nord occidentale con un volume medio di oltre 20 metri cubi al secondo.
Giunto nella piana di Lucca, dove raccoglie anche le acque del torrente Freddana, volge a ovest dove, attraverso le "strette" di Filettole, entra in Provincia di Pisa scorrendo nei Comuni di San Giuliano Terme e Vecchiano, fino a terminare il suo corso gettandosi nel Mar Ligure, nella zona del Parco di San Rossore, pochi chilometri a nord di Pisa.
Il Serchio, pur a fronte di un carattere essenzialmente torrentizio (nelle piene eccezionali può anche superare i 3.000 m³/s), ha una ricca portata media annua (ben 46 m3/s), risultando anche il fiume dal regime più regolare di tutta la Toscana. In estate infatti, nonostante la siccità, versa ancora una portata media di 11 m3/s presso la foce: quasi il triplo di quella dell'Arno a Pisa e quasi 10 volte quella dell'Ombrone a Grosseto, (entrambi fiumi assai più lunghi e dal bacino assai più esteso). A favorire la copiosità delle portate del Serchio è l'alta piovosità annua nel suo tratto montano (la zona della Garfagnana e delle Alpi Apuane infatti è una delle zone più piovose d'Italia) e una certa permeabilità del suo bacino.
