番匠川は、その源を大分県佐伯市の三国峠に発し、急峻で屈曲の多い渓谷を流下し、途中久留須川、井崎川等を合わせながら東に流れ、山間部を抜けて、ゆるやかに蛇行して佐伯市街地に至り、さらに堅田川を合わせて佐伯湾に注ぎます。番匠川流域は、東西30km、南北25kmの全体として三角形の形状をなしています。
　流域の地形は、上流域は標高400～500mの急峻な山が多く、山麓沿いに発達した川は屈曲の多い急勾配の渓谷を形成しています。井崎川の上流域は秩父帯の石灰岩地帯で、カルスト地形もみられます。また中流域から下流にかけては、瀬や淵が交互に現れ、自然の変化に富んだ流れを呈しているとともに、一部の区間においては伏流現象がみられます。下流域は比較的谷間が開け、川幅が広くなり、河床勾配も緩やかとなり、佐伯平野を形成しています。また、番匠川が注ぐ大分南部の海岸は、陸地の沈降あるいは海面の上昇によって生じたリアス式海岸地形を形成しています。
　番匠川流域の地質は、西南日本外帯に属し流域の北部及び水源地付近は古生層で主として砂岩、頁岩、粘板岩で構成されていますが、部分的に石灰岩層が混在し、小半(おながら)地点では鍾乳洞が形成されています。また、流域の中・南部は中生層で砂岩、頁岩、礫岩から構成されています。下流域の河川沿いの平地は沖積層で形成されていますが、一部に阿蘇熔結凝灰岩が分布し、流域に仏像構造線が走っており、非常に複雑な地質構造となっています。

河口部に位置する佐伯市を流れる番匠川

山間を流れる番匠川の上流域