这条世界上最长的河流源于非洲的大湖群，蜿蜒曲折数千公里，穿越沙漠和沼泽，有时平静地迂回，有时跌入瀑布和湍流。喀土穆以南，尼罗河分成两条河流：东面的青尼罗河和南面的白尼罗河。
青尼罗河源于埃塞俄比亚高原上的塔纳湖，约高出海平面1814米。河流从这里流向东南，跃过壮观的提斯厄萨特瀑布，然后流经切穿了埃塞俄比亚高原的644公里长的大弧形，倾泻到苏丹南部低于其源头1372米的热带平原上。河流在行程中冲蚀出一个贯通高原中部的巨大峡谷，有些地方可深达16公里，宽24公里。尽管在本世纪20年代和30年代陆军上校切斯曼以前，穿越喀土穆东南的沙漠以及通过桀骜不羁的峡谷的困难妨碍了对青尼罗河准确的测绘，但欧洲人却早在几百年前已到达了河源。最早公布这一发现的人是葡萄牙牧师佩德洛·比兹，他于1618年到提斯厄萨特瀑布旅游。然而最权威的公布人却是苏格兰人詹姆士，其埃塞俄比亚名字为布鲁斯，他于1770年到达瀑布。
与流速很快的青尼罗河形成明显的对比，在苏丹南部朱巴与喀土穆之间的白尼罗河流淌缓慢而凝滞，主要因为在1600余公里流程中，它仅下降了73米。在苏德的一个季节性沼泽区，河流退化成一系列不断变化的被水草根茎阻塞的水渠。从尼禄派遣一考察队沿尼罗河考察起，直到1899年一条永久性河道开凿成功为止，苏德沼泽几乎阻止了所有企图逆河而上的船只。
十九世纪中期以前，白尼罗河河源发展成为世界上着名的地理问题。1858年约翰·汉宁·斯佩克在一支由理查德·弗兰西斯·伯顿领导的探险队的一次顺便旅游中，成为到达维多利亚湖的第一位欧洲人，他立刻声称那是尼罗河的源头。紧接着是一场大争辩：是斯佩克正确还是伯顿正确，伯顿坚持坦噶尼喀湖是最终的源头。包括着名的苏格兰医学传教士戴维·利文斯在内的许多探险家企图去解决这个问题。直到亨利·莫顿·斯坦利穿越非洲的壮举(1874-1877年)后，才获得最后的证据，他环绕维多利亚湖的航行，证明维多利亚湖没有可以成为尼罗河源头的大河流入，而它仅有一处主要出口是里彭瀑布，实际上那才是尼罗河的起源。他也证明位于坦噶尼喀湖北端的河流与其说是从湖泊流出倒不如说是注入湖泊。斯佩克实际上是瞎猜的，但却被证明是正确的。
河流的北端，尼罗河三角洲是地球上最富饶的地方之一，且仍如几千年来一样，是埃及经济的生命线。距开罗965公里处的阿斯旺大坝的修筑，已威胁到三角洲地区，阻碍了上游来的有价值的泥沙沉积。但是，河水控制意味着可以实现全年灌溉，并且有些地区一年可收获三熟庄稼。