北川峡谷的这条通道，早在新石器时代晚期就已经存在。成都考古研究院副研究员陈剑在《川西北高原与四川盆地间的史前交通考述》一文中指出：“川西北高原与四川盆地之间自史前时期以来就存在多条横向及纵向交通孔道，可以大致划分为北、中、南三线。北线沿涪江源头及支流火溪河，经平武县城进入盆地腹心；中线沿土门河（湔江），经茂县、北川县、安县、江油市一带进入盆地；南线沿岷江干流，经汶川县、都江堰、彭州市抵成都平原。”“中线在地理条件最为优越，且沿途的史前遗址类型体系较为完备，文化演变序列基本完整，历史时期文献记载也很丰富，故其重要性应居三线之首，形成时间可上溯至距今4800年左右的龙山时代早期。”

境内主要为岷江和涪江水系，河流有岷江、湔江及其众多支流。岷江源于阿坝州松潘县与九寨沟县交界的弓杠岭南，流经松潘、茂县、汶川进入都江堰市，再穿过成都平原，在宜宾市与金沙江汇合，进入长江。都江堰市以上为岷江上游，从北向南纵贯羌区。岷江支流有黑水河、杂谷脑河、鱼子溪河和寿溪河等。湔江，又称石泉河、北川水，发源于岷山山脉，因“水势如湔沸之状”而得名，经北川、江油注入涪江。