Река, левый, наибольший приток Десны (бассейн Чёрного моря). Исток реки находится на юго-западных склонах Среднерусской возвышенности. Образована слиянием рек Сеймицы (Семицы) Пузацкой (Сейма Пузатого) (длина 21 км) и Сеймицы (Семицы) Котлубанской (длина 52 км) северо-восточнее села Кривец Мантуровского района Курской области. Относительно точного местоположения истока существует две версии. До впадения правого притока реки Рать, Сейм течёт в северо-западном направлении. Далее он течёт на запад до устья Свапы. Здесь Сейм принимает юго-западное направление, огибает большой излучиной Дмитриевско-Рыльскую гряду с юга и на расстоянии 222 км от своего устья уходит за пределы Курской области России на территорию Сумской области Украины. По территории Украины Сейм течёт преимущественно в западном направлении, а от Батурина до устья в северо-западном направлении. Впадает в Десну слева на расстоянии 352 км от устья последней напротив села Малое Устье(Сосницкий район Черниговской области), пересекая в низовьях Приднепровскую низменность. Общая площадь бассейна Сейма составляет 27 500 км², из которых 20 350 км² приходится на 65 % территории Курской области.
Морфология: ширина русла реки в летнюю межень в верхнем течении — 10-30 метров, среднем — 40-80 метров и нижнем течении — 80-100 метров. Глубина реки варьирует в пределах 2-3 метров, уменьшаясь до 0,5-1,0 метра на перекатах и увеличиваясь до 4-6 метров на плёсовых участках и в низовьях, иногда до 10-15 метров в ямах, где обычно собирается и зимует рыба. Встречаются участки, которые летом можно пересечь вброд. Дно не стойкое, в верхнем течении суглинистое, ниже супесчаное и песчаное. Русло Сейма устойчивое, извилистое. Река сильно меандрирует, образуямногочисленные излучины, петли, крутые повороты.
Гидрология: течение медленное, спокойное 0,3-0,4 м/с, на перекатах — до 0,7 м/с. Высота истока 178 метров над уровнем моря (с. Кривец Мантуровского района Курской области), устья — 112 метров над уровнем моря. Падение реки составляет 66 метров, уклон реки — 0,095 м/км. Средний расход воды возле Рыльска в межень — 32 м³/с., средний годовой расход воды в 105 км от устья (с. Мутин Кролевецкого района Сумской области) — 99,6 м³/сек. Замерзает в конце ноября — декабре, вскрывается в конце марта — начале апреля. Весеннее половодье длится почти 70 дней. Питание преимущественно снеговое. Весной проходит до 70-80 % годового стока. На 35-40 % сток формируется подземными водами. Минерализация воды — менее 200 мг/л весной и 300—500 мг/л летом. Правый берег Сейма высокий (до 40 метров), крутой, местами обрывистый, иногда с обнажениями мела и известняков. Левый — низкий (5-10 метров), пологий, террасированный, с уклоном террас в сторону реки. Долина реки асимметрична. Ширина долины (преимущественно 9-12 км) постепенно увеличивается. В верховьях ширина долины — 1-2 км, в среднем течении — 5-8 км, в нижнем — 12-26 км. Долина сравнительно глубокая — 50-75 метров. Начиная от села Сорокино, Курчатовского района, до села Макаровка того же района Сейм течет по искусственному руслу, образованному при строительстве Курской АЭС. Старое русло реки сейчас залито водами пруда - охладителя АЭС. Оба берега на участке искусственного русла пологие и низкие, значительная часть левого берега на этом участке образована дамбой пруда - охладителя.Пойма реки местами сильно заболочена, особенно в нижнем течении. Болота занимают более 8 % площади бассейна реки, в том числе на территории Украины 39,4 тыс.га. В широкой преимущественно левосторонней пойме (шириной местами более 2 км) — многочисленные староречья — замкнутые озера-старицы, заводи, протоки, пойменные излучины, острова. В бассейне Сейма около 1000 озёр, прудов и водохранилищ. Большие притоки: В общей сложности речная система Сейма насчитывает более 914 притоков (в том числе длиной более 100 км — 3, менее 10 км — 770), причём только в пределах Курской области, Сейм имеет 639 притоков: длиною 101—200 км — 2, 51-100 км — 7, 21-50 км — 42, 11-20 км — 59, 10 км и менее — 529. В пределах Украины Сейм имеет 7 притоков длиной более 10 км.
Основные притоки: Тускарь, Свапа, Клевень (правые), Вир (левый).
Ихтиофауна: насчитывается более 30 видов рыб, среди которых сом, сазан, карп. В верхнем течении встречается карась, плотва, пескарь, ёрш, вьюн. На участке Тёткино — Червона Слобода выявлено 10 видов, среди них елец, овсянка, линь, окунь, а также довольно многочисленные краснопёрка, горчак, голавль, плотва, щука. Самый богатый видовой состав (14 видов) выявлен на участке Путивль — Мутин. Кроме уже перечисленных, встречаются язь, подуст, щиповка. В низовье, от Батурина до устья, встречается почти два десятка рыб. Здесь видовой состав пополняют жерех, густера, лещ, золотой карась. Кроме того, в реке и затоках водятся раки и мидии.