泰晤士河流域多年平均降水量704毫米，多年平均径流量18.9亿立方米。洪水多发生在冬季，枯水多出现在夏季。特丁顿坝有记录的最大流量为1050立方米/秒（1894年），最小流量0.91立方米/秒（1934年）。泰晤士河水位稳定，冬季通常不结冰，有许多运河与其他河流相通，航运条件很好。干流从西伦敦特丁顿坝以下为河口段，长99公里，海轮可乘潮上溯直达伦敦。泰晤士河具有多种功能，但存在水资源紧张、水污染及防洪防潮等水利问题。
泰晤士河供水系统每年要向1300万人、2000万人次的旅游者，以及工业企业提供稳定可靠的水源。现有自来水厂94个，供水管道长2.73公里，日供水量264万立方米。总供水量中有69%由泰晤士河水务局直接供水，31%由7个法定的供水公司供水；总供水量的51.3%取自泰晤士河，8.1%取自里河，另有40.6%开采地下水。
保证供水是泰晤士河治理和建设中的一个主要问题。为了提高供水能力，最近几年在流域内连续修建了山丘区水库和平原区水库。水库总蓄水能力为9亿立方米，其中调剂伦敦地区用水的有11座水库，总调蓄水量可供伦敦市用100天。
泰晤士河流域内已建污水处理厂476座，日处理污水量438万立方米（其中约有100万立方米也可处理暴雨进入下水道的污水）。全流域内下水管道总长4．5公里。泰晤士河流域中的一切污水均须经过处理后才允许排入河中或注入地下。泰晤士河的污染防治工作取得了明显的成效，除受潮水影响的河段外，其他河段的水质均已达到饮用水的水质标准。
在1875、1877年和1894年，潮水曾进入伦敦。1928年1月，泰晤士河达到有记录以来的最高洪水位，伦敦大部分市区被淹。1953年特大风暴潮又进入伦敦市区，使300多人丧生，于是提出修建挡潮闸。在修建挡潮闸的同时，改善了闸上、下游堤防，加强并健全了防洪组织，建立了防洪预报系统。
从入口溯流而上，第一个游览点是格林威治，山岗古树苍郁，山巅有古天文台，市镇依山傍水。为英国皇家海军学院所在地。
从格林威治西上至泰晤士河第一座桥梁——塔桥，沿河两岸船坞、码头、仓库密集，过塔桥而西进入伦敦市区，两岸景色骤变，高楼广厦，皇宫苑圃，鳞次栉比；议会大厦，皇家音乐厅，伦敦塔和索思瓦克大教堂，圣保罗大教堂等古建筑都依稀可见。伦敦市行政中心的郡政厅紧依河滨。沿河共有桥梁27座，结构风格不同，景色各有千秋。其中滑铁卢桥、威斯敏斯特桥和兰勃士桥最为壮观。
河北岸，维多利亚河滨马路为游人散步、休憩的理想去处。入夜，沿河路灯齐明，点点灯光与水波相映，时碎时聚，使人顿感伦敦难得的悠闲。埃及克娄佩特拉方尖碑，仿斯芬克斯狮身人面像复制品、骆驼兵雕像等等文物古迹也多在沿河两岸。泰晤士河一直是诗人墨客讴歌吟咏和画家们写生描绘的对象，也是游人访古揽胜的必经之地。再从伦敦溯河西上，伊顿、牛津、享莱、温莎、汉普顿扬、里士满等大小城镇，都各有不朽名胜，为游览胜地。
从1856年开始，每年复活节期间，牛津大学和剑桥大学的赛艇比赛和每年夏季的皇家亨利杯划船比赛，都在河上举行。
