Các chi lưu cơ bản của sông Chao Phraya là sông Pa Sak, sông Sakae Krang, sông Nan (cùng với hợp lưu chính của nó là sông Yom), sông Ping (cùng với hợp lưu chính của nó là sông Wang), và sông Tha Chin.[1][2][3] Mỗi một chi lưu này (và chính sông Chao Phraya) lại được các chi lưu cấp thấp hơn góp nước, chúng thường được gọi là khwae. Tất cả các chi lưu, bao gồm cả các khwae nhỏ hơn, tạo thành một mô hình kiểu cây rộng lớn, với các cành nhánh chảy xuyên qua gần như mọi tỉnh tại miền trung và bắc Thái Lan.[1] Không có chi lưu nào của sông Chao Phraya vượt quá biên giới quốc gia[4]. Sông Nan và sông Yom chảy gần như song song từ Phitsanulok tới Chumsaeng ở phía bắc tỉnh Nakhon Sawan. Sông Wang nhập vào sông Ping gần huyện Sam Ngao trong tỉnh Tak.