Das Niederschlagsgebiet mit einer Gesamtfläche von 515 km² stellt eine keilförmig in den Odenwald eingebettete Fläche dar. Es erstreckt sich in einer ziemlich regelmäßigen Breite von durchschnittlich 12 km und in einer Länge von ca. 45 km in nordöstlicher Richtung. Von Reichelsheim bis Dieburg fließt die Gersprenz in nördlicher Richtung. Fast mittig im Niederschlagsgebiet, bei Dieburg, wendet sie sich in nordöstlicher Richtung, um bei Stockstadt, im bayrischen Gebiet, in den Main zu münden.

Die Nebentäler, zwischen Reichelsheim und Groß-Bieberau, verlaufen in ihrer Hauptrichtung meist senkrecht zum Gersprenztal. Sie sind mit schmalen Talböden als typische Täler des kristallinen Odenwaldes, mit kurzer Laufentwicklung und starkem Gefälle, gekennzeichnet.

Dagegen weisen die unterhalb von Münster in die Gersprenz mündenden Nebengewässer Semme und Richer Bach einen völlig anderen Charakter auf. Sie entspringen im Buntsandstein-Odenwald, fließen fast parallel zur Gersprenz und haben in der Hügellandschaft eine lange Laufentwicklung.

Die Gersprenz trägt ihren Namen von der Stelle, an welcher der Mergbach und der Osterbach zusammentreffen. Der Mergbach, als langes Quellgewässer, hat seine Quelle bei Winterkasten. Von hier, bis zur Mündung in den Main, und zwar einschließlich der neu verlegten Gersprenz bei Stockstadt, beträgt die Gesamtlänge der Gersprenz 62,2 km.