길이 61㎞. 상류에서는 서쪽으로 흐르다가 중류에서 약간 북서쪽으로 흐르는데 그 굴곡부는 용담(龍潭)과 진곶(辰串)이다.
하류에서는 강의 길이에 비해 넓게 형성된 약 3㎞ 정도의 곡류대(曲流帶)를 이룬다. 이는 대동강 하류로 유입하는 황주천(黃州川)·곤양강(昆陽江)·무진천(戊辰川) 등과 함께 비슷한 형태를 나타내는데 북쪽에 있는 강일수록 곡류대가 좁아진다. 승리저수지, 신광저수지, 신촌저수지, 동재저수지를 비롯한 여러 개의 저수지가 축조되어 긴등벌의 관개용수와 공업용수, 주민들의 생활용수 등으로 널리 이용된다. 하천에는 붕어, 잉어, 메기, 가물치, 뱀장어 같은 어류가 서식한다.
매상천은 동~서 방향으로 흐르기 때문에 남북 방향의 경의선과 의주가도를 가로지른다. 유역의 기반암은 하부고생대 황주계층의 석회암이다. 쌀·보리·밀·조·옥수수·콩 등의 산출이 많고 황주사과로 알려진 사과의 산지로 유명하다.
석회암 지층의 특징인 용천(湧泉)이 많아서 연안에는 지정(芝井)·말지정(末止井)·소정(沼井)·상매정(上梅井)·하매정(下梅井)·토정(土井)·여우정(麗宇井)·고정(高井)·원정(遠井) 상류 유역에 소나무를 비롯하여 노간주나무, 아까시나무, 참나무의 혼합림이 덮여 있다.