石首河段位于长江中游下荆江起始段，地处湖北省石首市境同内，上起茅林口，下迄南碾子弯，全长31km。河段左岸有荆江大堤，其外有人民大垸堤和合作垸堤，这些堤防保护着荆北平原广大人民生命财产的安全。右岸为荆南长江干堤和石首市胜利垸堤，是湖北省石首市及湖南华容县等周边地区近百万人口的很重要防洪屏障。
河段的平面形态较复杂，按河势可分为三段。上段走向自北向南，河道顺直分汊；中段为石首弯道，呈鹅头型急弯，右岸有藕池口，是长江分流入洞庭湖的重要口门之一，下段自西向东流，河道微弯。受水流冲刷，两岸崩岸较剧烈，河床变迁，河势不稳定，严重威胁两岸防范洪大堤的安全，水道变动阻碍长江航运。全河段除右岸东岳山为坚硬的石英砂岩，其余均为全新世松散冲击物。
