Река берёт начало в Республике Башкортостан, пересекает Челябинскую область и впадает в р. Исеть на 218 км от устья в Каргапольском районе Курганской области. Общая длина реки составляет 658 км, площадь бассейна 21 800 кв. км. Длина реки на территории Челябинской области составляет 417 км. Течением реки Миасс в некоторых местах быстрое, в других - кажется его совсем нет. Основным источником питания реки является снежный покров, на долю которого приходится около 90% годового стока. Пойма двухсторонняя, прерывистая, шириной 0,2-0,6 км, местами до 2 км, а в низовье до 4,5 км. Русло умеренно извилистое. В верховье реки много порогов и водопадов. Глубина реки меняется от 20 см на перекатах до 7 м на плесах. Река Миасс является источником питьевого и технического водоснабжения. Воды Миасса относятся к гидрокарбонатному классу. Исключение составляет участок реки ниже Челябинска, где происходит смена класса воды на сульфатный. 
Миасс подвержен сильнейшему антропогенному воздействию. Залесенность водосбора 25%. Основными источниками загрязнения реки являются промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды Миасса, Карабаша и Челябинска, а также стихийный поверхностный сток с сельско-хозяфйственных и промышленных территорий. 
В районе Карабаша на Миассе расположено Аргазинское водохранилище. Оно служит основным резервуаром питьевой воды для Челябинска. Выше Челябинска объем воды в Миассе регулируется плотиной Шершневского водохранилища, которое является непосредственым источником питьевого и промышленного водоснабжения города и Челябинского промышленного узла. Длина реки в пределах города составляет 36 км. На этом участке она имеет извилистое русло с многочисленными островами; глубина меняется от 1–3 м на плесах до 0,5–1 м на перекатах; средняя ширина русла 30–50 м, местами до 150 м. Берега Миасса невысокие, лишь в отдельных местах имеют высоту до 5 м. На участке реки от Свердловского проспекта до ул. Кирова берега укреплены бетонными стенками, речное русло здесь искусственно расширено.В бассейне реки расположены пруды сезонного и многолетнего регулирования, озерность 4%. Естественный сток регулируется спуском вод из Аргазинского и Шершнёвского водохранилищ.
Долина реки Миасс, примыкающая к хребту Ильмен-Тау, самое большое месторождение золота на нашей планете. Его добыча идет непрерывно уже более трех веков. Кроме золотого песка здесь добывается огромное количество золотых самородков. Здесь добыт и самый крупный в мире золотой самородок Большой Треугольник. Вся территория долины реки изобилует озерами, образовавшимися на месте древних шахт, которые рыли старатели, разрабатывая найденную золотоносную жилу. Озера эти поражают своими размерами и глубиной, особенно поражает их количество.Река Миасс и входящее в ее бассейн Шершневское водохранилище являются источником питьевой воды для 70 процентов жителей Челябинской области. Дублирующего водоема, который в случае чрезвычайной ситуации заменил бы южноуральцам Шершни и Миасс, нет. В связи с этим весной 2008 года по поручению губернатора работы по очистке основного источника питьевой воды выделены в отдельную целевую программу "Чистый Миасс". Для ее разработки создана рабочая группа.