شاخه اصلی این رودخانه از ارتفاع ۲۹۰۰ متری كوه‌های اسب چر، سوس و قزیمان سرچشمه می‌گیرد و بعد از پیمودن چشمه‌سارها و شاخه‌های فرعی به نام رودخانه باغشاه و كمی پایین‌تر به نام گرماب دشت سرانجام با سایر شاخه‌های فرعی، رودخانه قره سو را تشكیل می‌دهد. طول آن ۱۶۰ كیلومتر و در جنوب استان با جهت شرقی- غربی جریان دارد. از مهم‌ترین شاخه‌های آن می‌توان به گرماب دشت، چهل چهار آب، شصت كلا، فسن رود ، النگ دره، نوشن و زیارت اشاره نمود. این رود بعد از پیمودن از چند دهستان بین بندر تركمن و بندر گز در كنار روستای قره سو به خلیج گرگان می‌ریزد.
این رود از یك سو مهم‌ترین منبع تغذیه‌كننده خلیج گرگان بوده و از سوی دیگر یكی از مراكز عمده تكثیر انواع ماهیان استخوانی نظیر ماهی كلمه، ماهی سفید، سیم، كپور و كفال می‌باشد. به منظور تأمین آب آشامیدنی شهر گرگان و آبیاری زمین‌های كشاورزی، سد كوثر بر روی رود گرماب دشت؛ از شاخه‌های اصلی قره سو، احداث شده است.
