Длина 377,4 км, в пределах РТ – 161,2 км.

Площадь бассейна около 17 тысяч км2, в пределах РТ – 7,1 тысяч км2. Протекает по Приволжской возвышенности. Исток на территории Ульяновской области, среднее и нижнее течение – в РТ, на территории Буинского, Апастовского, Кайбицкого, Зеленодольского и Верхнеуслонского районов. Устье северо-восточнее острова Свияжск. Река в низовьях (севернее села Соболевское Верхнеуслонского района) находится под подпором Куйбышевского водохранилища и превратилась в так называемый Свияжский залив. Абсолютная высота истока 270 м, устья – 53 м. Средняя высота водосбора 164 м. Лесистость водосбора 11%.

Бассейн Свияга вытянут узкой полосой в меридиональном направлении вдоль долины Волги (течение противоположно течению Волги); представляет собой возвышенную волнистую равнину, его правобережная часть имеет более высокий и сложный рельеф. Водосбор асимметричен: левобережная часть значительно больше, составляет около 73% его площади. Долина реки преимущественно трапецеидальная, слабоизвилистая, асимметричная: правый склон крутой, левый пологий. Склоны долины во многих местах изрезаны крупными оврагами и балками и осложнены карстовыми формами рельефа. Ширина долины в среднем и нижнем течении достигает 10 км и более. Пойма высокая, сплошная, преимущественно двусторонняя, местами заболоченная, сложена супесчаными и песчано-илистыми грунтами; ширина от 1–2 км в среднем течении до 4,5–5 км в низовьях. На пойме имеются многочисленные озера-старицы.

Русло извилистое, на отдельных участках разветвляется на узкие рукава, образуя острова, отмели и перекаты. Ширина русла в межень 5–10 м в верхнем и до 40 м в нижнем течении. Преобладающие глубины 2–4 м на плесах и 0,3–1 м на перекатах. В нижнем течении глубина реки местами достигает 5–6 м. Скорость течения на перекатах 0,5–1 м/с, на плесах 0,1–0,2 м/с. Берега Свияги крутые, местами обрывистые, высотой от 1,5–2 до 5–8 м, поросшие кустарником.

Принимает 79 притоков, наиболее крупные на территории РТ: Кильна (32,7 км), Улема (72 км), Сухая Улема (46 км), Сулица (43,1 км) – прав.; Цильна (54,1 км), Карла (88,4 км), Лащи (21 км), Була (117 км), Бия (40 км), Бирля (48 км), Кубня (165,1 км), Аря (44,2 км), Бува (31 км), Секерка (29,4 км) – левые; левые притоки более многоводны и приносят до 75% общего стока. Густота речной сети 0,28–0,33 км/км2. Питание смешанное, на долю снегового приходится более половины. Модуль подземного питания составляет от 0,5–5 л/с·км2 на водоразделах до 10 л/с·км2 вдоль основного русла.

Гидрологический режим характеризуется высоким половодьем и низкой продолжительной меженью. Распределение стока по сезонам года неравномерно. Средний многолетний слой годового стока 50–150 мм, слой стока весеннего половодья 46–64 мм. Половодье начинается в конце марта – начале апреля и продолжается около 26 дней. Средние годовые колебания уровня воды у села Бурундуки Кайбицкого района 6,9 м (максимальный 8,4 м). Максимальный расход отмечался в 1979 и составил 1560 м3/с (село Ивашевка Буинского района).

Ледостав образуется во второй половине ноября и длится 136–142 дня. Толщина льда к концу зимы достигает 90–95 см. Отдельные участки реки, где есть выход грунтовых вод, не покрываются льдом в течение всей зимы. Ледоход начинается во второй декаде апреля, часто сопровождается заторами на крутых поворотах реки, перед опорами мостов и в местах сужения русла. Летняя межень устойчивая. Средний многолетний меженный расход воды в устье 13,7 м3/с.

Вода гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевая в верхнем и среднем течении, сульфатно-гидрокарбонатно-натриевая в нижнем. Общая минерализация 150–200 мг/л весной и 400–700 мг/л зимой и летом.