Thác Bản Giốc nằm trên dòng chảy của sông Quây Sơn (歸春河, âm Hán Việt là "Quy Xuân hà"). Sông này bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy về hướng biên giới hai nước rồi vào lãnh thổ Việt Nam tại Pò Peo thuộc xã Ngọc Khê, huyện Trùng Khánh. Từ xã Ngọc Khê, sông chảy qua các xã Đình Phong, Chí Viễn, khi đến xã Đàm Thuỷ, dòng sông lượn quanh dưới chân núi Cô Muông rồi qua các cánh đồng của Đàm Thuỷ, qua bãi ngô trên bản Giốc, quay trở lại đường biên giới rồi tách ra thành nhiều nhánh. Lòng sông ở đó đột ngột trụt xuống khoảng 35 m, tạo thành thác Bản Giốc. Sau khi đổ xuống chân thác, sông quay hẳn vào lãnh thổ Trung Quốc.

Giữa thác có một mô đất rộng phủ đầy cây, xẻ dòng sông thành ba luồng nước. Vào những ngày nắng, làn hơi nước bắn ra từ thác tạo thành cầu vồng. Dưới chân thác là mặt sông rộng với hai bên bờ là những thảm cỏ và vạt rừng. Cách thác khoảng hơn 5 km có động Ngườm Ngao, dài 3 km.

Ở giữa thác chính là cột mốc biên giới Việt-Trung. Cột mốc này được xác định qua hiệp ước về biên giới giữa hai nước năm 1999 là cột mốc 53 do Pháp - Thanh xây dựng. Theo hiệp ước 1999, phần thác phụ hoàn toàn thuộc về Việt Nam, phần thác chính chia đôi.[10][11]

Phía thượng nguồn theo đường sông Quây Sơn cỡ 4,5 km đã xây dựng Thủy điện Bản Rạ 22°51′35″B 106°41′14″Đ / 22,859834°B 106,687202°Đ / 22.859834; 106.687202 (Thủy điện Bản Rạ), công suất lắp máy 18 MW với 3 tổ máy, hoàn thành tháng 4/2012. Thủy điện chặn dòng ở bản Rạ và trả nước về sông ở bản Gun, bỏ lại chừng 3 km sông mất nước.[12]