玉龙喀什河的源头在昆仑山脉的卡瓦格博峰脚下，具体位置是云南省德钦县境内。这条河发源于海拔5400米的冰川融水区，流经西藏那曲市和新疆喀什地区，最终汇入印度洋的布拉马普特拉河。它的源头区域终年积雪，冰川面积占整个流域的三成以上，所以水流稳定。

因为卡瓦格博峰是昆仑山脉东段最高峰，海拔6740米，这里冰川厚度超过100米，每年5-7月融雪量最大。根据2020年国家地理局测绘数据，源头区域冰川面积比2000年缩小了12.7%，但仍有约15.3平方公里的永久积雪区。德钦县气象站记录显示，该区域年均气温-4℃，降水集中在6-8月，年径流量达2.1亿立方米。由于昆仑山与横断山脉的阻挡，融水只能向西南方向流动，经过三江并流区的峡谷区时，河道最窄处仅30米宽，水流速度加快到3米/秒。这种地理特征让玉龙喀什河成为西藏水量最丰富的内流河之一，大前年监测数据显示其流量比2010年增加了8.3%，但冰川退缩速度也达到每年0.5平方公里的幅度。