شاخه اصلی این رودخانه از ارتفاع 2900 متری کوه‌های اسب چر، سوس و قزیمان سرچشمه می‌گیرد و بعد از پیمودن چشمه‌سارها و شاخه‌های فرعی به نام رودخانه باغشاه و کمی پایین‌تر به نام گرماب‌دشت و سرانجام با سایر شاخه‌های فرعی، رودخانه قرهسو را تشکیل می‌دهد. طول آن 160 کیلومتر و در جنوب استان با جهت شرقی - غربی جریان دارد. از مهم‌ترین شاخه‌های آن می‌توان به گرماب‌دشت، چهل چهار آب، شصت کلا، فسن رود، النگ دره، نوشن و زیارت اشاره نمود. این رود بعد از پیمودن از چند دهستان بین بندر ترکمن و بندر گز در کنار روستای قره سو به خلیج گرگان می‌ریزد. این رود از یک سو مهم‌ترین منبع تغذیه کننده خلیج گرگان بوده و از سوی دیگر یکی از مراکز عمده تکثیر انواع ماهیان استخوانی نظیر ماهی کلمه، ماهی سفید، سیم، کپور و کفال می‌باشد. به منظور تأمین آب آشامیدنی شهر گرگان و آبیاری زمین‌های کشاورزی، سد کوثر بر روی رود گرماب‌دشت (از شاخه‌های اصلی قرهسو) احداث شده است.
