小丸川は、その源を宮崎県東臼杵郡椎葉村三方岳（標高1,479m）に発し、山間部を流下し、渡川等を合わせながら木城町の平野部を貫流します。その後、下流部において切原川、宮田川を合わせ日向灘に注ぐ幹川流路延長75㎞、流域面積474km の一級河川です。
小丸川流域は、宮崎県の中央部に位置し、関係市町村数は２市４町１村からなり、下流部の狭い平野部には高鍋町などの主要地域を有しており、流域の土地利用は、山地が約87％、水田・畑地等が約10％、宅地等が約3％となっています。
沿川には、北九州市と鹿児島市を結ぶ東九州地域唯一の主要幹線である国道10号やJR日豊本線等の基幹交通施設に加え、東九州自動車道があり、交通の要衝となっています。また、上流の山間部では木材、シイタケ等の林業を中心とした産業のほか、数々の神話や豊かな自然環境を活かした観光産業が盛んで、中下流の平野部では畜産を中心とした農業や酒造業などが営まれ、近年においては化学工場が進出するなど、この地域の社会・経済・文化の基盤を成しています。さらに照葉樹林の天然林が群生する尾鈴県立自然公園等の豊かな自然環境に恵まれています。流域の地形は、三方岳や清水岳などの日向山地のほぼ中央部を源に尾鈴山と空野山に挟まれた急峻な渓谷が形成され、下流部には狭い沖積平野が広がっています。
河床勾配は、上流部で約1/100程度、中流部は約1/600程度と急勾配であり、狭い平野部である下流部は約1/2000程度と比較的緩勾配となっているものの、全体的には急流河川の様相を呈しています。
流域の地質は、上流部では中生紀から古第三紀に属する四万十層からなり、侵食の進んだ険しい谷をなしています。中流部では中生層になる谷を流れ、木城町南部で沖積地に入ります。下流部では、周辺の洪積台地と共に、宮崎県中部の沖積平野を形成しています。

小丸川下流部（河口付近）

小丸川中流部
（高城橋下流付近）