Расположен в Московской и Тверской областях России, частично протекает по городу Москве. Длина 128 км. Ширина канала по поверхности — 85 м, по дну — 45 м, глубина — 5,5 м. Даёт Москве более 60 % всей потребляемой питьевой и промышленной воды.
В составе канала имени Москвы — более 240 различных гидротехнических сооружений.Сооружения канала создают замечательный архитектурный ансамбль; каждый шлюз имеет особый облик. Башни шлюзов имеют завершения в виде декоративных надстроек или скульптур. Крупнейшим сооружением канала имени Москвы является Северный (Химкинский) речной вокзал, построенный по проекту А. М. Рухлядева, В. Ф. Кринского и др. Другие работы указанных архитекторов, сделанные для канала, также заслуживают внимания — это шлюзы № 7 и № 8 (архитектор В. Ф. Кринский), шлюз № 9 и Карамышевская плотина (архитектор А. М. Рухлядев), шлюз № 2 (архитектор А. Л. Пастернак), шлюз № 4 (архитекторы А. Л. Пастернак, Г. Г. Вегман; башни верхней части напоминают триумфальные арки), шлюз № 5 (архитектор Д. Б. Савицкий; на шлюзе установлена скульптура «Девушка, несущая корабль»). Примечательна и архитектура шлюза № 3 — его гранитные башни увенчаны моделями кораблей, напоминающими каравеллы Христофора Колумба Гидрология: Наиболее крупные реки, впадающие в канал: верхняя Яхрома, впадающая на отметке 138 метров, а также впадающие на отметке 162 метра Вязь и верховья Учи с Клязьмой.Общая длина канала — 128 км. Особенностью канала имени Москвы, отличающей его от многих каналов мира, является то, что он не самотечный, а «энергетический»: вода из Волги в водораздельный участок поднимается по пяти ступеням (четыре высотой по 8 м, а одна — первая — высотой 6 м); на концах ступеней размещены шлюзы. Начинается канал от Иваньковского водохранилища (близ города Дубны́), где находятся шлюз и Иваньковская ГЭС, соединяется с Москвой-рекой в районе Щукино города Москвы. Первые 74 км канал поднимается по северному склону Клинско-Дмитровской гряды, подъём достигает 38 м. В пределах этого участка — 5 шлюзов (№ 2−6). Далее канал пересекает волжско-окский водораздел и спускается к реке Москве; длина этого участка — 50 км. На этом участке трасса канала имени Москвы проходит через ряд водохранилищ (при следовании к Москве — Икшинское, Пестовское, Пяловское, Клязьминское и, наконец, Химкинское); 19,5 км длины канала составляет путь по водохранилищам.
Основная судоходная трасса канала оканчивается у Северного речного порта иСеверного речного вокзала Москвы. На последнем участке (самом коротком, длиной 3 км) канал спускается на 36 м к руслу реки Москвы; здесь расположены два шлюза — № 7 и № 8, между которыми канал проходит по искусственной насыпи (в частности, над Волоколамским шоссе). Сброс воды используется для выработки энергии на гидроэлектростанциях. Канал снабжает Москву водой, служит для обводнения реки Москвы (ежегодно в реку из Волги поступает 1,8 км³ воды), обеспечивает подачу электроэнергии на многие предприятия Московской области (всего на канале 8 ГЭС), создаёт кратчайшую транспортную связь Москвы с Верхней Волгой; благодаря системе каналов (Беломорканал, Волго-Дон) за столицей закрепилось название «порта пяти морей» — Белого, Балтийского, Каспийского, Азовского и Чёрного. Крупнейшие грузовые пристани — Северный речной порт столицы, Яхрома, Дмитров, Большая Волга. По каналу транспортируются строительные материалы, лес, зерно, нефть, уголь и др. Перевозки осуществляются судами водоизмещением до 5000 т. Пристани местного пассажирского сообщения (в зоне водохранилищ) — Водники (осуществляется ремонт судов), Хлебниково, Тишково, Пирогово, Солнечная Поляна и др.
Ихтиофауна: В канале водится самая разнообразная рыба, - начиная от мелкой вездесущей уклейки, заканчивая крупными сомами, вес которых порой переваливает за 20-25 кг. В водах канала водятся такие хищники как судак - главный объект охоты спиннингистов, жерех, окунь, сом, чехонь, иногда на крючок попадаются язь и голавль.
