大町ダムから約２５ｋｍ下流で犀川に合流し、千曲川を流れ、新潟県に入ると日本一の大河として知られる信濃川と名前を変え日本海へと注いでいます。ダムから日本海までは約３００ｋｍの距離があります。
高瀬川は日本アルプスの槍ヶ岳（３，１８０ｍ）を源とし、流域面積約４４５ｋｍ２、流路延長５６ｋｍの河川で、勾配が急で上流に降った雨が一気に流れ込み、たびたび洪水の被害を起こしてきました。
ダム上流域の年間降水量は約１，５００〜４，０００ｍｍと梅雨期、台風期に加え、冬季にも多く見られるなど、山岳部特有の気候の特徴を示しています。
市の中心部から高瀬川をさかのぼること約7.7km、日本アルプスの入口ともいうべき場所に、高さ107mの大町ダムがあります。その巨大な堤体が、山間に静かな湖面を創りあげています。
