Elbe är det fjärde största avrinningsområdet i Central- och Västeuropa efter Donau, Vistula och Rhen och bebos av cirka 25 miljoner människor. Mer än 99 % av flodbäckenet ligger i Tyskland och Tjeckien och mindre än 1 % i Österrike och Polen.
Genomsnittlig årlig nederbörd 1961-1990
Från källan i Jättebergen till mynningen i Nordsjön kan floden Elbe delas in i tre delar (övre, mellersta och nedre Elbe).
De största bifloderna till Elbe är floderna Vltava, Saale och Havel som upptar mer än 51 % av avrinningsområdena.
Elbes avrinningsområde tillhör den tempererade klimatzonen och ligger i övergångszonen från maritimt till kontinentalt klimat. Det kontinentala inflytandet visar sig genom relativt låga nederbördsnivåer och stora skillnader mellan sommar- och vintertemperaturer. Detta gäller för större delen av Elbes avrinningsområde, medan nederbördsnivåerna ökar ju högre upp i de låga bergskedjorna man kommer. Nedre Elbe-sträckan kännetecknas av en mer balanserad temperaturprofil och relativt höga nederbördsnivåer i jämförelse med andra låglandsområden, vilket är typiskt för ett maritimt klimat.
Den årliga genomsnittliga lufttemperaturen är 8 – 9 °C i låglandet och 1 – 3 °C på topparna av de låga bergskedjorna. De absoluta extremvärdena för flodbäckenet uppmättes i dess södra del med ett ganska kontinentalt klimat vid +40,4 °C i Dobřichovice nära Prag den 20 augusti 2012 och vid -42,2 °C i Litvinovice nära Česke Budějovice (övre Vltava-flodens avrinningsområde) den 11 februari 1929. Men även det maritima klimatet i norra Elbe-regionen har upplevt extrema temperaturer som sträcker sig från +39,2 °C, uppmätt i Lübben (Spree-flodens avrinningsområde) den 9 augusti 1992, till -28,9 °C, uppmätt i Gardelegen (Aland-flodens avrinningsområde) den 24 februari 1956.
Den genomsnittliga årliga nederbördsmängden varierar från 1 700 mm på bergskammarna i Giant Mountains och Jizera Mountains samt i Upper Harz Mountains och 450 mm i områden som ligger i regnskuggan från de låga bergskedjorna. Den genomsnittliga årliga nederbördsmängden i hela Elbes avrinningsområde är 628 mm. Kartan visar dock på betydande skillnader i de enskilda regionerna. I ungefär en tredjedel av Elbes avrinningsområde ligger nederbördsmängden under 550 mm. Det rör sig främst om delar av floderna Vltava, Ohře, Saale och Havel. Särskilt låg nederbörd registreras i områden som ligger i de låga bergskedjornas regnskugga under cykloniska västliga och nordvästliga vädersituationer. Som ett resultat av detta är nedre Saale-regionen med ett genomsnitt på ca 430-450 mm per år, Žatec-bäckenet i Ohře-regionen och Thuringian-bäckenet i Unstrut-regionen med 450 mm per år de torraste områdena. Däremot finns årlig nederbörd på mer än 1 000 mm endast på de högre höjderna i de lägre bergskedjorna.
Topografisk karta
Den högsta dygnsnederbörden i Elbe-flodens avrinningsområde som uppgick till 345 mm uppmättes i Nová Louka i Jizera-bergen den 29 juli 1897. Den 312 mm nederbörd som uppmättes i Zinnwald-Georgenfeld i östra delen av Erzbergen den 12 augusti 2002 har varit den högsta nederbörden under en dag i Tyskland sedan starten av regelbundna mätningar.
Regn-snö-avrinningsregimen är karakteristisk för detta övergångsklimat. En del av vinterns nederbörd är snö, som normalt smälter i de lägre bergskedjorna först på våren och som i långtidsmedelvärdet resulterar i ett avrinningsmaximum under mars och april. Översvämningar orsakas ofta av regional kraftig nederbörd på sommaren, till exempel vid översvämningarna i augusti 2002 och juni 2013. De lägre bergskedjorna upptar endast en liten del av Elbe-flodens avrinningsområden. Endast 2 % av Elbe-regionen ligger på höjder över 800 m över havet, mer än hälften av flodbäckenet ligger på höjder upp till 200 m över havet. På grund av dessa förhållanden minskar avrinningen betydligt under sommarmånaderna, eftersom snön och bergsglaciärerna inte fortsätter att smälta under dessa månader, till skillnad från i de alpina vattnen. Den lägsta avrinningen registreras vanligtvis i september och oktober.
Den fleråriga genomsnittliga avrinningen i floden Elbe vid mynningen till havet är 861 m3/s. Med hänvisning till Neu Darchau-pegeln, som representerar 89 % av hela Elbe-regionen, uppgår den genomsnittliga årliga avrinningen till 5,4 l/s/km2. Elbe-regionen är således ett av de europeiska flodområden som har de lägsta avrinningshastigheterna. Detta faktum återspeglas i det stora antalet dammar i Elbes avrinningsområde. Det finns 312 dammar med en reservoarvolym på mer än 0,3 miljoner m³, varav 175 ligger i Tyskland och 137 i Tjeckien. De har en sammanlagd reservoarvolym på ca 4,12 miljarder m³.
Enligt de uppgifter som analyserades inom ramen för CORINE Land Cover-projektet 2006 används 42,8 % av arealen i Elbes avrinningsområde som jordbruksmark. Skogarna täcker 30,6 %, varav 21,9 % är barrskog och 8,7 % löv- och blandskog.