Avrinningsområdet är 11 220 km² och medelvattenföringen vid mynningen 160 m³/s. Piteälven har vildmarkskaraktär i övre delen. Älven är föga påverkad av regleringar. Bland forsarna märks Storforsen och Trollforsarna. Stora sjöar är Rappen, Tjeggelvas, Vuolvojaure och Labbas.