呑川は世田谷区、目黒区、大田区の３区にまたがる二級河川で、典型的な都市河川のひとつである。

　先ず呑川の本流は新玉川線桜新町駅付近から暗渠で始まる。高速３号線から下流の駒沢通りまでは暗渠の上に親水公園が作られている。
　ポンプで水を循環させ水生植物を植えたせせらぎがあり桜並木となっている。東横線都立大学駅付近で、先ず駒沢公園付近から流れてくる駒沢支流を合流し、次いで目黒区東が丘（旧芳窪町）付近から流れてくる柿の木坂支流を合流する。

　九品仏川が合流する少し手前の東京工大付近で、新宿区にある落合処理場で高度処理した下水処理水が平成７年度から放流されている。なお呑川以外に渋谷川や目黒川にもこの下水処理水は川の浄化のために放流されている。

　緑が丘から下流は長かった暗渠からやっと川が姿をみせるが、土手のある川ではなく３面コンクリート張りの実用本位の川が続く。
　ここから下流の池上本門寺付近までは潮の満ち干きの影響はなく、コンクリートの河床ながらさらさらと水が流れるので、適当に空気に曝され水の浄化になっている。
　また河床に小段差をつけ、積極的に水を浄化していると思われるところもある。なお道路下に作られた下水路が大雨のとき流しきれない下水を呑川へ吐き出すための下水吐が所々に大口を開けている。こうした下水吐は感潮域では増水した川の水が逆流するおそれがあるので設けられていない。

　この辺では現在河川工事が進められているが、従来は実用一点張りの設計であったが、最近は親水への配慮もされるようになった。

　池上本門寺付近から下流は感潮域に入る。以前に較べ最近は少し川の水がきれいになったので、河口からボラや鯉が遡上してくるのがみられるようになった。またこれらの魚を追ってかカルガモやユリカモメやカワウが飛来してくるようにもなった。
　池上通りにかかる堤方橋より少し上流で、旧六郷用水が南から北へ縦断するような形で注ぎ込み大森方面へ流れた用水跡が残っている。この旧六郷用水は現在は埋め立てられて緑道にしたりせせらぎを復活したりしている。
　西蒲田の双流橋から蒲田駅手前のＪＲ鉄橋にかけては、平成８年度まで屋形船の形をした曝気装置が４台川面に浮かべられていた。この辺は川の水が淀み以前は悪臭がひどかったので、この装置で川の水に空気を送り込み浄化していた。
　また、この辺には川面に浮かぶゴミを集めるためのゴミフェンスも設置されている。