
Jökulsá á Fjöllum er lengsta og vatnsmesta áin sem fellur úr norðanverðum Vatnajökli. Annars vegar berst vatn undan Dyngjujökli og flæmist um víðáttumiklar og flatar eyrar áður en það safnast einn farveg. Hin meginupptökin eru undan Brúarjökli og heita aðalkvíslarnar Kreppa og Kverká. Þær sameinast fyrst í eitt vatnsfall og síðan vesturkvíslinni rétt austan við Herðubreiðarlindir.
Framan af liggur farvegur Jökulsár um dökk og úfin öræfi, sanda og hraun. Þarna eru margar virkar eldstöðvar og eldvirkni mikil bæði á hlýskeiðum og jökulskeiðum ísaldar. Óvíða á Íslandi og þar með í heiminum er hægt að sjá svo fjölbreyttar gosmyndanir: megineldstöðvar, móbergshryggi og stapa myndaða við gos undir jökli, dyngjur myndaðar á jökullausum hlýskeiðum og snemma á Nútíma, sigkatla, sigdældir, gígaraðir, sprengigígi, öskugígi, misgengi, gjár og sprungur. Askja er eitt merkilegasta náttúrufyrirbæri á Íslandi. Hún er sigketill umlukinn fjallahring, Dyngjufjöllum. Askja fékk núverandi form í kjölfar goss árið 1875, og liggur dýpsta vatn landsins, Öskjuvatn, í austurhluta lægðarinnar. Í jaðri Vatnajökuls rísa Kverkfjöll, mikilúðleg og annað hæsta fjall landsins (1920 m y.s.). Þau eru feiknamikil megineldstöð með risastórri öskju en brattur og sprunginn skriðjökull hellist út um kverk í norðurbarmi öskjunnar. Í Hveradölum er eitt mesta háhitasvæði á landinu. Jarðhiti finnst einnig utan öskjunnar, og hefur m.a. brætt hvelfingar og hella í jaðar Kverkjökuls.
Landslag á miðhálendi Íslands er víða óvenjulegt en sennilega er það hvergi eins framandi og sérkennilegt og á þessum slóðum. Öræfin umhverfis Jökulsá eru mestmegnis hrjóstrug og gróðursnauð. Úrkoma er lítil og hripar hratt niður úr leku undirlagi. Um mitt sumar verður göngufólk á þessum slóðum oft að bera með sér vatn. Á fáeinum stöðum eru lindir. Þar eru grænar gróðurvinjar með ætihvönn, loðvíði, gulvíði og blómfögrum plöntum. Vinjarnar í Herðubreiðarlindum, Grafarlöndum og Hvannalindum eru friðlýstar.
Ódáðahraun, mesta hraunbreiða á Íslandi, þekur landið vestan Jökulsár. Það er myndað í mörgum gosum á ýmsum tímum en flest eru hraunin gömul og sandi orpin. Hugsanlega var Ódáðahraun að hluta eða jafnvel að miklu leyti gróið á fyrstu öldum Íslandsbyggðar og lágvaxið birki finnst langleiðina suður undir Herðubreið. Ekki leikur vafi á að landið austan Jökulsár hefur líka verið betur gróið áður. Möðrudalur á Fjöllum var lengi hæsta byggða býli á landinu (469 m h.y.s.) en sunnar eru rústir fleiri býla. Langt suður af Möðrudal liggur vegurinn inn í Kverkfjöll um mynni Arnardals. Arnardalur er grænn og vel gróinn og þar eru lítt kannaðar mannvistarleifar sem talið er að geti verið frá fyrstu öldum Íslandsbyggðar.
Farvegur Jökulsár á Fjöllum er náttúruundur út af fyrir sig. Hann er talinn myndaður í a.m.k. tveimur hamfarahlaupum líklega tengdum eldgosi í Vatnajökli fyrir um 4.000-2.000 árum. Allt frá upptökum í Vatnajökli og norður fyrir þjóðveg 1 rennur Jökulsá á aflíðandi hásléttu með aðeins einn lítinn foss nálægt Herðubreiðarlindum. Nær byggðamörkum grófu hlaupin út stórkostleg gljúfur, allt að 120 m djúp, sem áin fellur í um 25 km leið og myndar glæsilegustu fossaröð landsins: Selfoss, Dettifoss og Hafragilsfoss. Náttúrufegurð er þarna óviðjafnanleg. Árgljúfrið er stöllótt, efsti og víðasti farvegurinn er grafinn af stærsta hamfarahlaupinu en sjálf rennur áin í þrengsta og dýpsta gljúfrinu. Hlaupin surfu og plokkuðu allt sem fyrir varð, meðal annars gígaröð í farveginum þar sem nú standa Hljóðaklettar, furðulegar myndir ljóna, trölla og kastala. Áin sjálf og næsta umhverfi hennar að vestanverðu er friðlýst sem þjóðgarðurinn í Jökulsárgljúfrum.
Þegar komið er niður í Öxarfjörð og Kelduhverfi hefur landið breytt um svip. Einhvern tímann var hér fjörður sem Jökulsá fyllti með framburði sínum og nú rennur hún til sjávar um víðáttumikið og að mestu gróið flatlendi. Votlendi er afar fjölbreytt og lífríkt og mikið fuglalíf. Hér er t.d. næst stærsta flórgoðavarp á landinu. Öxarfjörður er á Náttúruminjaskrá en Náttúrufræðistofnun Íslands og Umhverfisstofnun hafa lagt til að hann verði gerður að friðlandi. Svæðið er talið meðal mikilvægra fuglasvæða í Evrópu (nr. 043 af Important Bird Areas in Europe) og er á skrá yfir helstu votlendi á Norðurlöndum.
Vatnasvið Jökulsár á Fjöllum er enn næstum óraskað. Áin rennur með árstíðabundnum sveiflum í náttúrulegum farvegi og skilar framburði til sjávar. Aðeins allra neðst, á söndunum í Kelduhverfi, hafa verið reistar fyrirhleðslur til að draga úr landbroti. Tvær af hverjum þremur stórám jarðar hafa nú verið stíflaðar og rennsli þeirra miðlað. Í Evrópu (utan Íslands) eru aðeins eftir alveg óraskaðar 3 stórar ár. Ísland er nánast eina landið í Evrópu þar sem enn eru heilleg stór eða sæmilega stór vatnakerfi.
Verulega stórtækar vatnsaflsvirkjanir á Íslandi eru aðeins tvær. Önnur, Kárahnjúkavirkjun, hefur þegar verið nýtt. Hin er virkjun Jökulsár á Fjöllum.
Einar Benediktsson reyndi að selja erlendum auðjöfrum Dettifoss en taldi fossinn reyndar miklu hærri en hann raunverulega er. Síðan hafa verið uppi nokkrar hugmyndir um virkjun Jökulsár og eiga flestar það sameiginlegt að veita ánni austur á land. Í 1. áfanga Rammaáætlunar um nýtingu vatnsafls og jarðvarma (2003) var gert ráð fyrir að áin yrði tekin rétt sunnan við Herðubreiðarlindir og veitt fyrst í lón sem leggja myndi allan Arnardal undir vatn. Þaðan yrði vatnið leitt í göngum austur í Jökuldal. Þar yrði annað miðlunarlón og síðan önnur göng sem flyttu vatnið áfram austur og í Lagarfljót. Veita Jökulsár á Fjöllum til Austurlands myndi hafa róttæk áhrif á ána og umhverfi hennar allt til ósa. Fossaröðin í þjóðgarðinum, og þar með Dettifoss, myndi hverfa í núverandi mynd. Framkvæmdirnar myndu hafa róttæk áhrif á landslag frá Herðubreið og austur að Egilsstöðum og norður í sjó við Öxarfjörð. Áhrif á lífríki hafa lítið verið könnuð en þau yrðu væntanlega mest í Kelduhverfi og Öxarfirði.