Одна из крупнейших рек Восточной Сибири, правый приток Лены, образуется слиянием Витимкана и Чины. Средний расход воды — 1520 м³/с.
Длина реки — 1837 км (с учётом реки Витимкан — 1978 км). Площадь водосборного бассейна — 225 тыс. км². По длине и площади бассейна Витим является третьим, после Алдана и Вилюя, притоком Лены.