白马河的源头是郯城县境之北分沂入沭水道南岸马陵山区。为淮河流域沂河支流，自东北向西南，经郯城县、江苏省新沂市，入沂河。总流域面积552平方公里，全长50.8公里，系季节性河流。白马河流域有三捷庄灌区，白马河下游有河砂资源分布，其河砂质量优良。
白马河是沂河流域的人工河道，最早由明代张景华筹资、调集人工开挖。白马河开挖后，经过历代治理，郯城地区因排灌便利而被列为水稻种植区，使郯城县有了“中国银杏之乡”“鲁南粮仓”的桂冠。
白马河，系季节性河流。汛期洪水暴涨，汛后基本干涸，为县内地下水补给、排泄的重要途径之一，并形成地表水排涝网。水质较好，适于农田灌溉和人畜饮用。